Comment assurer la compatibilité entre l'URP et l'UBB dans votre réseau ?

Comprendre la relation fonctionnelle entre l'RRU et le BBU

Le rôle de l'unité de bande de base (BBU) dans les réseaux d'accès radio modernes

Au cœur des réseaux d'accès radio se trouve l'unité de bande de base, ou BBU, qui joue essentiellement le rôle de cerveau derrière toutes ces opérations complexes. Elle gère des protocoles importants tels que le PDCP (Packet Data Convergence Protocol, pour ceux qui suivent) et le RLC (Radio Link Control). En quoi consistent ces protocoles ? Ils permettent notamment de corriger les erreurs lorsqu'elles surviennent, de compresser les données afin qu'elles circulent plus rapidement, et de déterminer au mieux la manière d'allouer dynamiquement les ressources. Ce processus global garantit une communication fiable entre nos téléphones et le réseau auquel ils sont connectés. Désormais, avec l'arrivée de la 5G, les BBUs sont devenus encore plus intelligents grâce à une fonctionnalité appelée SDAP (Service Data Adaptation Protocol). Cette nouveauté permet aux réseaux d'être très précis quant aux exigences de qualité de service et de décider quel type de trafic doit bénéficier d'un traitement prioritaire selon les services en cours d'exécution à un instant donné.

Comprendre la fonctionnalité de l'RRU et son intégration dans l'architecture de la station de base

Les unités radio distantes ou RRUs font essentiellement office de point de connexion entre les signaux numériques de bande de base que nous utilisons et les transmissions radiofréquences réelles. Ces unités sont généralement placées assez près des antennes elles-mêmes, souvent à moins de 300 mètres. Leur rôle consiste à prendre les informations numériques provenant de l'unité de bande de base et à les convertir en signaux pouvant se propager dans l'air sous forme d'ondes analogiques. Elles gèrent également des fonctions assez avancées telles que les techniques de beamforming et le traitement MIMO (entrée multiple, sortie multiple). Le fait qu'elles soient situées si près de l'endroit où les signaux sont effectivement émis fait une grande différence. Les pertes de signal sont considérablement réduites, ce qui est particulièrement important lorsqu'on travaille avec les bandes 5G hautes fréquences, notamment les fréquences mmWave. En plaçant tout ce traitement RF en périphérie du réseau plutôt que dans des emplacements centraux, les opérateurs peuvent exploiter leur spectre de manière plus efficace. Cela permet également de réduire la complexité du câblage nécessaire pour les installations à grande échelle, là où l'espace est limité.

Traitement du signal et conversion entre RRU et BBU dans les systèmes 4G et 5G

Les responsabilités de traitement du signal diffèrent considérablement entre la 4G et la 5G :

• 4G LTE : Les BBU gèrent l'ordonnancement MAC et le codage FEC, tandis que les RRU prennent en charge des schémas de modulation basiques comme QPSK et 16QAM.
• 5G NR : Les RRU assument des tâches plus avancées telles que le pré-codage massive MIMO et un traitement partiel de la couche PHY, réduisant ainsi les besoins en bande passante du fronthaul de jusqu'à 40 % par rapport aux systèmes CPRI 4G traditionnels (3GPP Release 15).

Ce changement permet une utilisation plus efficace de la capacité de fronthaul et répond aux exigences accrues en débit des applications 5G.

Impact des découpages fonctionnels dans le BBU (par exemple, les découpages O-RAN comme FH 7.2 et FH 8)

Les découpages fonctionnels définis par l'Alliance O-RAN reconfigurent la répartition du traitement entre BBU et RRU :

• Découpage 7.2 (FH 7.2) : La RRU prend en charge les fonctions PHY inférieures telles que la FFT/iFFT et la suppression du préfixe cyclique, nécessitant une bande passante de fronthaul plus élevée (jusqu'à 25 Gbps), tout en maintenant un contrôle centralisé.
• Découpage 8 (FH 8) : Le traitement complet de la couche PHY est déplacé vers l'RRU, réduisant les besoins de fronthaul à environ 10 Gbps au prix d'une augmentation de 15 % de la latence (O RAN WG1 2022).

Ces découpages flexibles permettent aux opérateurs d'optimiser les coûts, les performances et l'évolutivité dans des environnements multi-fournisseurs, notamment dans le cadre des réseaux d'accès radio virtualisés (vRAN).

Protocoles d'interface de fronthaul : CPRI contre eCPRI pour la connectivité RRU-BBU

Protocole Common Public Radio Interface (CPRI) pour la connectivité et la commande RRU-BBU

CPRI reste la solution privilégiée pour les connexions de fronthaul dans la plupart des réseaux 4G aujourd'hui. Fondamentalement, tout le traitement de la couche PHY a lieu au niveau du BBU, tandis que les échantillons numérisés I/Q sont transmis vers l'unité RRU via des lignes de fibre dédiées. Le système peut gérer des temps de latence extrêmement faibles, inférieurs à 100 microsecondes, et offre des capacités de bande passante assez impressionnantes, atteignant environ 24,3 gigabits par seconde par secteur. Cela permet de maintenir des performances constantes dans différentes conditions de réseau. Mais il y a un inconvénient, mesdames et messieurs. L'ensemble de la configuration est assez inflexible en raison de son architecture rigide. À mesure que nous passons au déploiement de la 5G, cela devient un problème, car les nouveaux réseaux nécessitent des solutions beaucoup plus adaptables, capables d'équilibrer dynamiquement les charges et de s'intégrer harmonieusement à l'infrastructure cloud. De nombreux opérateurs rencontrent déjà des difficultés à faire évoluer leurs systèmes existants basés sur CPRI pour répondre aux exigences des prochaines générations.

Évolution du CPRI vers l'eCPRI dans les réseaux RAN virtualisés (vRAN) et les réseaux 5G

En réponse aux limites du CPRI traditionnel, l'industrie a mis au point l'eCPRI en 2017. Cette version plus récente fonctionne par paquets plutôt que par des flux bruts de données I/Q, ce qui réduit considérablement les besoins en bande passante de fronthaul, d'environ 70 % selon la plupart des estimations. Ce qui distingue l'eCPRI, c'est sa manière de gérer les découpages fonctionnels, notamment des configurations comme l'Option 7.2x d'O-RAN, où une partie du traitement de la couche physique est déplacée vers le côté RRU. Cela permet effectivement d'améliorer l'efficacité globale du système. Plus important encore, l'eCPRI fonctionne sur des réseaux Ethernet/IP standards, ce qui permet aux opérateurs de partager leur infrastructure de transport entre différents services et de déployer des solutions définies par logiciel si nécessaire. Néanmoins, des difficultés importantes subsistent pour tout faire fonctionner ensemble de manière transparente. Une analyse récente du marché réalisée fin 2023 a montré qu'environ un système multi-fournisseurs sur cinq rencontre des problèmes lors de l'intégration, car les fournisseurs implémentent les spécifications différemment, créant ainsi des obstacles de compatibilité que personne ne souhaite vraiment affronter.

Implications en matière de bande passante et de latence des interfaces de fronthaul CPRI/eCPRI

CPRI fonctionne très bien dans les situations à faible latence que l'on rencontre dans les configurations D RAN traditionnelles, mais pose un problème en termes de bande passante. Les villes connaissent particulièrement des difficultés à ce niveau, car tous ces flux de données pèsent lourdement sur les infrastructures de fibre existantes. C'est là qu'intervient eCPRI avec son approche basée sur Ethernet, ce qui facilite et réduit le coût du dimensionnement, même si cela nécessite une tolérance accrue à la latence par rapport au CPRI standard. En ce qui concerne les applications URLLC comme les systèmes d'automatisation industrielle ou les voitures autonomes, les ingénieurs ont commencé à utiliser des méthodes hybrides de synchronisation. Ces approches maintiennent une précision temporelle suffisante pour les opérations critiques tout en profitant de la flexibilité et des performances offertes par le fronthaul basé sur les paquets.

Modèles d'architecture réseau et leur impact sur l'intégration RRU-BBU

Intégration RRU et BBU dans les architectures 4G D RAN par rapport aux architectures C RAN centralisées

Le paysage de l'intégration RRU-BBU est principalement défini par deux approches : le RAN distribué (D-RAN) et le RAN centralisé (C-RAN). Pour les réseaux 4G utilisant le D-RAN, on trouve généralement les BBU et les RRU regroupés sur chaque site cellulaire, formant des stations de base autonomes. Cette configuration est simple à installer et synchroniser, mais présente des inconvénients tels qu'un matériel dupliqué sur plusieurs sites et une consommation d'énergie accrue. En revanche, le C-RAN adopte une approche différente en regroupant tous les BBU dans des emplacements centraux. Ce regroupement des ressources de traitement permet aux opérateurs d'utiliser leur équipement de manière plus efficace. Des recherches récentes de 2023 indiquent qu'un passage au C-RAN peut réduire les coûts énergétiques d'environ 28 %. Toutefois, il y a un inconvénient : ces systèmes nécessitent des connexions de fronthaul robustes capables de gérer d'importants flux de données, de l'ordre de 10 à 20 Gbps de trafic CPRI circulant entre les RRU distants et les BBU centralisés.

L'impact du RAN virtualisé (vRAN) sur l'évolution de l'URR dans la 5G

La technologie de réseau d'accès radio virtualisé (vRAN) transforme essentiellement l'unité de bande de base (BBU) en un logiciel fonctionnant sur des serveurs commerciaux standards plutôt que sur du matériel spécialisé. Cette séparation permet aux opérateurs d'évoluer en fonction de leurs besoins, de déployer plus rapidement des mises à jour et d'éviter de dépendre d'équipements propriétaires coûteux. En ce qui concerne les réseaux 5G, le vRAN fait progresser de nouvelles méthodes de découpage des fonctions, comme la configuration FH 7.2 de la norme O RAN. Grâce à cette approche, certains processus de la couche physique peuvent effectivement être déplacés plus près de l'unité radio distante (RRU). Prenons par exemple le test sur le terrain mené par Verizon en 2024 : ils ont observé environ 40 % de retard en moins dans la transmission du signal lorsqu'ils utilisaient ces RRUs compatibles capables de gérer le traitement à travers différentes couches. Ces résultats montrent bien comment la virtualisation s'associe étroitement aux capacités intelligentes de traitement distribué.

Les normes O RAN et leur influence sur l'interopérabilité et l'ouverture du fronthaul

L'Alliance O RAN vise à créer des écosystèmes de réseau d'accès radio ouverts où différents équipements fonctionnent ensemble de manière transparente. Elle a développé des normes telles que l'Open Fronthaul (OFH), qui permettent une meilleure interopérabilité entre les fournisseurs. Prenons par exemple la spécification de découpage 7.2x : elle établit des règles précises sur la structure des données IQ et des messages de contrôle, rendant ainsi possible l'association d'unités radio distantes et d'unités de bande de base provenant de fabricants différents. Un récent rapport de la GSMA daté de 2025 a révélé un résultat impressionnant : les réseaux construits avec des composants conformes à O RAN résolvent les problèmes 92 pour cent plus rapidement grâce à des outils de surveillance communs. Et ce n'est pas tout. Les premiers tests montrent qu'en utilisant l'intelligence artificielle pour coordonner les RRUs et les BBUs, l'efficacité du spectre augmente de 15 à 20 pour cent. Ces chiffres illustrent clairement l'importance cruciale de l'ouverture et de l'automatisation dans le paysage des télécommunications actuel.

Surmonter les défis d'interopérabilité des fournisseurs dans les déploiements RRU BBU multi-fournisseurs

Problèmes liés au matériel et aux logiciels propriétaires dans les écosystèmes RRU BBU

Les interfaces propriétaires restent un obstacle majeur dans les déploiements RAN multi-fournisseurs. Plus de 62 % des opérateurs signalent des retards lors de l'intégration en raison de protocoles de contrôle incompatibles entre fournisseurs (STL Partners 2025). Les systèmes anciens s'appuient souvent sur des piles logicielles spécifiques à chaque fournisseur, qui résistent à l'intégration avec des environnements virtualisés et natifs du cloud, compromettant ainsi l'agilité promise par la 5G et l'O RAN.

Garantir la compatibilité des équipements entre fabricants dans les réseaux de fronthaul

L'adoption des spécifications ouvertes de fronthaul de l'O RAN réduit considérablement les risques d'interopérabilité. Les réseaux utilisant des équipements conformes atteignent une intégration 89 % plus rapide que ceux reposant sur des solutions propriétaires. Les facteurs critiques de compatibilité incluent :

• Synchronisation temporelle avec une tolérance de ±1,5 μs
• Correspondance des débits lignes CPRI/eCPRI (allant de 9,8 Gbps à 24,3 Gbps)
• Algorithmes partagés de partage de spectre

La normalisation garantit des transferts transparents et des performances constantes sur des sites composés de matériel de fournisseurs multiples.

Étude de cas : Échec d'intégration dû à des débits lignes CPRI incompatibles

Début 2023, un problème de déploiement est survenu lorsqu'un ensemble RRU 4G configuré pour l'option CPRI 8 fonctionnant à 10,1 Gbps a été raccordé à un BBU prêt pour la 5G nécessitant en réalité eCPRI à 24,3 Gbps. Qu'a-t-on observé ensuite ? Un important décalage de bande passante d'environ 58 %, entraînant des problèmes récurrents de mauvaise qualité du signal. L'analyse a posteriori a montré que ce désordre aurait pu être évité si quelqu'un avait vérifié la compatibilité des interfaces avant l'installation. Le respect des directives standard de documentation et la réalisation de tests de conformité adéquats auraient permis de détecter cette erreur dès le départ. Des mesures assez élémentaires, mais apparemment négligées lors de la mise en place.

Bonnes pratiques pour assurer la compatibilité RRU-BBU lors du déploiement

Vérification préalable au déploiement des protocoles d'interface et des exigences de synchronisation

Il est essentiel de bien définir la compatibilité des protocoles et les paramètres de synchronisation avant de commencer toute intégration. Pour les ingénieurs travaillant sur ces sujets, il est très important de vérifier que tous s'accordent sur les normes fronthaul telles que CPRI ou eCPRI. Ils doivent également s'assurer que les taux de symboles sont compatibles et déterminer quels réglages de compression IQ sont utilisés, particulièrement dans les situations mixtes 4G et 5G que nous rencontrons si fréquemment aujourd'hui. Selon certaines études de l'année dernière, environ les deux tiers des retards de déploiement sont dus à une vérification insuffisante en amont. C'est pourquoi des tests rigoureux deviennent absolument critiques lorsqu'on cherche à connecter des unités radio distantes anciennes avec des unités de bande de base plus récentes. Les chiffres confirment clairement à quel point une préparation minutieuse est indispensable.

Garantir la qualité de la fibre optique et l'intégrité du signal dans les connexions RRU-BBU

Les liaisons en fibre optique doivent respecter les normes ITU T G.652 afin de préserver l'intégrité du signal. Les exigences clés incluent :

• Une atténuation inférieure à 0,25 dB/km à 1310 nm
• Un rayon de courbure ne descendant pas en dessous de 30 mm
• Une réflectivité des connecteurs APC/UPC inférieure à 55 dB

Des études sur le terrain indiquent que la manipulation inadéquate des fibres lors de l'installation est à l'origine de 42 % des pertes de signal après déploiement dans les réseaux 5G en bande intermédiaire, soulignant ainsi l'importance d'avoir des techniciens formés et des contrôles de qualité.

Stratégies de standardisation selon les spécifications de l'Alliance O-RAN pour les configurations multi-fournisseurs

Exiger la conformité O-RAN au niveau des plans de contrôle, utilisateur et données réduit la dépendance vis-à-vis d'un fournisseur unique de 58 %, selon les référentiels d'interopérabilité de 2024. Les opérateurs devraient imposer le respect des éléments suivants :

• Formats de messages normalisés (plan M, CUS)
• API de gestion des services et d'orchestration
• Seuils de précision temporelle (±16 ppb pour la 5G autonome)

De telles politiques favorisent une flexibilité à long terme, simplifient le dépannage et soutiennent le provisionnement automatisé.

Surveillance et dépannage des problèmes de compatibilité après le déploiement

Après l'intégration, il est important de surveiller plusieurs métriques clés pendant la phase de monitoring. Celles-ci incluent, par exemple, le TEB (taux d'erreur sur les bits), l'EVM (magnitude du vecteur d'erreur), ainsi que la gigue de latence qui doit rester inférieure à 200 nanosecondes lorsqu'on travaille avec des systèmes eCPRI. Des outils automatisés sont désormais disponibles et fonctionnent conformément aux spécifications du 3GPP TR 38.801. La plupart des ingénieurs les trouvent pratiques, car ils corrigent environ 8 problèmes de découpage fonctionnel sur 10 en seulement un jour. N'oubliez pas non plus les vérifications régulières. Suivre les recommandations ETSI EN 302 326 permet de maintenir un fonctionnement fluide au fil du temps. Cela aide les systèmes à rester stables tout en continuant à bien interagir, même lorsque les réseaux évoluent et s'étendent.