Hoe zorgt u voor compatibiliteit tussen RRU en BBU in uw netwerk?

Inzicht in de functionele relatie tussen RRU en BBU

De rol van de Baseband Unit (BBU) in moderne radio-accessnetwerken

In het hart van radio-accessnetwerken bevindt zich de baseband unit of BBU, die eigenlijk fungeert als de hersenen achter al die complexe operaties. Het zorgt voor belangrijke protocollen zoals PDCP (Packet Data Convergence Protocol, voor wie mee wil tellen) en RLC (Radio Link Control). Wat doen deze precies? Ze regelen onder andere het corrigeren van fouten wanneer die optreden, het comprimeren van gegevens om snellere overdracht te bewerkstelligen, en het bepalen van de beste manier om middelen dynamisch toe te wijzen. Dit hele proces zorgt ervoor dat onze telefoons betrouwbaar kunnen communiceren met het netwerk waarmee ze zijn verbonden. Nu 5G inzet vindt, zijn BBUs nog slimmer geworden dankzij iets wat SDAP (Service Data Adaptation Protocol) wordt genoemd. Deze nieuwe toevoeging stelt netwerken in staat zeer specifiek te zijn over kwaliteit-van-dienst eisen en te beslissen welk type verkeer prioriteit krijgt, afhankelijk van welke diensten op een bepaald moment actief zijn.

Inzicht in RRU-functionaliteit en de integratie daarvan binnen de basisstationarchitectuur

Remote radio units of RRUs fungeren in wezen als het verbindingspunt tussen de digitale basisbandsignalen waarmee we werken en daadwerkelijke radiosignaaltransmissies. Deze units worden meestal geplaatst op relatief korte afstand van de antennes zelf, vaak niet meer dan 300 meter verwijderd. Wat ze doen, is de digitale informatie van de basisbandunit omzetten in iets wat door de lucht kan reizen als analoge golven. Ze verzorgen ook enkele vrij geavanceerde functies zoals beamforming-technieken en multiple input multiple output-verwerking. Het feit dat ze zich zo dichtbij bevinden van waar de signalen daadwerkelijk worden uitgezonden, maakt een groot verschil. Signaalverlies wordt hierdoor aanzienlijk verminderd, wat vooral belangrijk is bij de hoge frequenties van 5G-banden, met name mmWave-frequenties. Door deze RF-verwerking aan de rand van het netwerk te plaatsen in plaats van centraal, kunnen exploitanten hun spectrumhulpbronnen beter benutten. Bovendien vermindert dit de complexe bekabeling die nodig is voor grootschalige installaties waar ruimte beperkt is.

Signaalverwerking en Conversie tussen RRU en BBU in 4G- en 5G-systemen

De verantwoordelijkheden voor signaalverwerking verschillen aanzienlijk tussen 4G en 5G:

• 4G LTE : BBUs beheren MAC-scheduling en FEC-codering, terwijl RRUs basismodulatieschema's zoals QPSK en 16QAM verwerken.
• 5G NR : RRUs nemen meer geavanceerde taken op zich, zoals massive MIMO-precoding en gedeeltelijke verwerking op fysieke laag (PHY), waardoor de benodigde fronthaul-bandbreedte tot 40% wordt verminderd in vergelijking met traditionele 4G CPRI-systemen (3GPP Release 15).

Deze verschuiving zorgt voor een efficiënter gebruik van de fronthaul-capaciteit en ondersteunt de hogere doorvoervereisten van 5G-toepassingen.

Impact van functionele splitsingen in BBU (bijvoorbeeld O-RAN-splitsingen zoals FH 7.2 en FH 8)

Door de O-RAN Alliance gedefinieerde functionele splitsingen herschikken hoe verwerking wordt verdeeld tussen BBU en RRU:

• Splitsing 7.2 (FH 7.2) : De RRU verwerkt lagere functies op fysieke laag, zoals FFT/iFFT en het verwijderen van cyclische prefixen, wat een hogere fronthaul-bandbreedte vereist (tot 25 Gbps), maar wel centrale controle behoudt.
• Splitsing 8 (FH 8) : Volledige PHY-verwerking verplaatst naar de RRU, waardoor de fronthaul-behoefte daalt tot ongeveer 10 Gbps, ten koste van een 15% hogere latentie (O RAN WG1 2022).

Deze flexibele splitsingen stellen operatoren in staat om kosten, prestaties en schaalbaarheid te optimaliseren in multi-vendoromgevingen, met name binnen virtualisering van het radioaccessnetwerk (vRAN).

Fronthaul-interfaceprotocollen: CPRI versus eCPRI voor RRU-BBU-koppeling

Common Public Radio Interface (CPRI) Protocol voor RRU-BBU-koppeling en -bediening

CPRI blijft de standaardoplossing voor fronthaul-verbindingen in de meeste 4G-netwerken vandaag de dag. In principe vindt alle verwerking op fysieke laag (PHY-laag) plaats aan de BBU-zijde, terwijl de gedigitaliseerde I/Q-samples via speciale glasvezelleidingen naar de RRU worden verzonden. Het systeem kan buitengewoon lage latentietijden verwerken, onder de 100 microseconden, en biedt indrukwekkende bandbreedtecapaciteiten tot ongeveer 24,3 gigabit per seconde per sector. Dit zorgt voor een consistente prestatie onder verschillende netwerkcondities. Maar er zit wel een addertje onder het gras, collega's. De hele opzet is vrij inflexibel vanwege de starre architectuur. Naarmate we overstappen op 5G-dekking, wordt dit een probleem, omdat nieuwere netwerken veel aanpasbaarere oplossingen nodig hebben die dynamisch belasting kunnen verdelen en soepel integreren met cloudinfrastructuur. Veel operators lopen al tegen problemen aan bij het schalen van hun bestaande CPRI-systemen om aan de eisen van de volgende generatie te voldoen.

Evolutie van CPRI naar eCPRI in Virtualized RAN (vRAN) en 5G-netwerken

Als reactie op de beperkingen van de traditionele CPRI heeft de industrie in 2017 eCPRI ontwikkeld. Deze nieuwere versie werkt met pakketten in plaats van ruwe I/Q-gegevensstromen, wat de benodigde fronthaul-bandbreedte aanzienlijk verlaagt—ongeveer 70%, volgens de meeste schattingen. Wat eCPRI onderscheidt, is de manier waarop het functionaliteitsplitsingen aanpakt, met name configuraties zoals O-RAN's Optie 7.2x, waarbij delen van de fysieke laagverwerking worden verplaatst naar de RRU-zijde. Dit draagt daadwerkelijk bij aan een hogere algehele systeemefficiëntie. Belangrijker nog, eCPRI draait over standaard Ethernet/IP-netwerken, zodat operators hun transportinfrastructuur kunnen delen tussen verschillende diensten en indien nodig softwaregedefinieerde oplossingen kunnen implementeren. Toch zijn er enkele reële problemen bij het naadloos samen laten werken van alles. Een recente blik op de markt uit eind 2023 toonde aan dat ongeveer één op de vijf multi-vendorconfiguraties integratieproblemen ondervindt, omdat leveranciers specificaties op verschillende manieren implementeren, wat compatibiliteitsproblemen oplevert die niemand echt wil aanpakken.

Bandbreedte- en latentie-implicaties van CPRI/eCPRI fronthaul-koppelingen

CPRI werkt erg goed voor situaties met lage latentie zoals in traditionele D-RAN-opstellingen, maar er is een probleem als het gaat om bandbreedte-eisen. Steden hebben hier vooral moeite mee, omdat al die gegevens een flinke belasting vormen voor de bestaande glasvezelinfrastructuur. Daar komt eCPRI om de hoek kijken met zijn op Ethernet gebaseerde aanpak, waardoor schalen veel gemakkelijker en goedkoper te realiseren is, hoewel dit wel wat meer tolerantie voor latentie vereist in vergelijking met standaard CPRI. Bij URLLC-toepassingen zoals fabrieksautomatiseringssystemen of zelfrijdende auto's gebruiken ingenieurs inmiddels hybride synchronisatiemethoden. Deze aanpakken zorgen ervoor dat de tijdsynchronisatie nauwkeurig genoeg blijft voor kritieke operaties, terwijl ze toch kunnen profiteren van de flexibiliteit en prestaties die packetgebaseerde fronthaul biedt.

Netwerkarchitectuurmodellen en hun invloed op RRU-BBU-integratie

RRU- en BBU-integratie in 4G D-RAN vergeleken met gecentraliseerde C-RAN-architecturen

Het integratielandschap van RRU en BBU wordt voornamelijk gevormd door twee aanpakken: Distributed RAN (D-RAN) en Centralized RAN (C-RAN). Voor 4G-netwerken die gebruikmaken van D-RAN, vinden we doorgaans BBUs en RRUs samen op elke cellocatie, waardoor autonome basisstations ontstaan. De opzet is eenvoudig wat betreft installatie en synchronisatie, maar heeft nadelen zoals gedupliceerde hardware over meerdere locaties en hoger stroomverbruik. C-RAN daarentegen hanteert een andere aanpak door alle BBUs te concentreren op centrale locaties. Deze bundeling van verwerkingsbronnen stelt netwerkaanbieders in staat hun apparatuur efficiënter te gebruiken. Recente onderzoeksresultaten uit 2023 geven aan dat de overstap naar C-RAN energiekosten met ongeveer 28% kan verlagen. Er zit echter een addertje onder het gras: deze systemen vereisen sterke fronthaul-verbindingen die enorme gegevensstromen moeten verwerken, ergens tussen de 10 en 20 Gbps aan CPRI-verkeer heen en weer tussen afgelegen RRUs en de gecentraliseerde BBUs.

De impact van gevirtualiseerde RAN (vRAN) op de evolutie van RRU in 5G

Virtualized Radio Access Network (vRAN)-technologie zet in wezen de Baseband Unit (BBU) om in software die draait op standaard commerciële servers in plaats van gespecialiseerde hardware. Deze scheiding betekent dat operators resources kunnen schalen naar behoefte, updates sneller kunnen uitrollen en niet vastzitten aan dure, proprietarische apparatuur. Op het gebied van 5G-netwerken bevordert vRAN nieuwe manieren om functies te splitsen, zoals de O-RAN-standaard met de FH 7.2-configuratie. Met deze aanpak kunnen bepaalde fysieke laagprocessen daadwerkelijk dichter bij de Remote Radio Unit (RRU) worden verplaatst. Neem bijvoorbeeld Verizons recente veldtest in 2024: zij zagen ongeveer 40 procent minder vertraging in signaaltransmissie wanneer ze deze compatibele RRUs gebruikten die verwerking over verschillende lagen heen uitvoeren. De resultaten tonen duidelijk aan hoe virtualisatie hand in hand gaat met intelligente gedistribueerde verwerkingsmogelijkheden.

O-RAN-standaarden en hun invloed op fronthaul-interoperabiliteit en openheid

Het O RAN Alliance draait alles om het creëren van open radio access netwerkecosysteemen waarin verschillende apparatuur naadloos samenwerkt. Zij hebben standaarden ontwikkeld zoals Open Fronthaul (OFH) die verschillende leveranciers in staat stellen goed met elkaar te functioneren. Neem bijvoorbeeld de 7.2x split-specificatie, die duidelijke regels stelt voor hoe IQ-data en besturingsberichten eruit moeten zien, waardoor het mogelijk wordt om afstandsbediende zendeenheden te combineren met basebandeenheden van verschillende fabrikanten. Uit een recent GSMA-rapport uit 2025 kwam iets indrukwekkends naar voren: netwerken die zijn opgebouwd met O-RAN-compatibele onderdelen losten problemen 92 procent sneller op, dankzij gemeenschappelijke monitoringtools overal in het netwerk. En er is nog meer goed nieuws. Vroege tests tonen aan dat wanneer AI coördineert tussen RRUs en BBUs, de spectrumefficiëntie met 15 tot 20 procent toeneemt. Deze cijfers benadrukken echt waarom openheid en automatisering zo belangrijk zijn in het huidige telecomlandschap.

Het overwinnen van interoperabiliteitsuitdagingen van leveranciers bij multi-l everancier RRU BBU-deployment

Uitdagingen door proprietarische hardware en software in RRU BBU-ecosystemen

Proprietarische interfaces blijven een grote belemmering voor RAN-deployment met meerdere leveranciers. Meer dan 62% van de operators rapporteert vertragingen tijdens integratie vanwege niet-overeenkomende besturingsprotocollen tussen leveranciers (STL Partners 2025). Bestaande systemen zijn vaak afhankelijk van leverancierspecifieke softwarestacks die zich verzetten tegen integratie met cloudnative, gevirtualiseerde omgevingen, waardoor de flexibiliteit die wordt beloofd door 5G en O-RAN ondermijnd wordt.

Verzekeren van compatibiliteit van apparatuur tussen fabrikanten in fronthaulnetwerken

De overname van de open fronthaulspecificaties van O-RAN vermindert interoperabiliteitsrisico's aanzienlijk. Netwerken die gebruikmaken van conformerende apparatuur bereiken een integratie die 89% sneller is dan bij netwerken die afhankelijk zijn van proprietarische oplossingen. Belangrijke compatibiliteitsfactoren zijn:

• Tijdsynchronisatie binnen een tolerantie van ±1,5 μs
• Overeenkomende CPRI/eCPRI lijnsnelheden (variërend van 9,8 Gbps tot 24,3 Gbps)
• Gedeelde spectrumdeling algoritmen

Standaardisatie zorgt voor naadloze overdrachten en consistente prestaties op locaties met gemengde leveranciers.

Casestudie: Mislukte integratie door niet-overeenkomende CPRI lijnsnelheden

Begin 2023 was er een implementatieprobleem waarbij een 4G RRU-set voor CPRI-optie 8, werkend op 10,1 Gbps, werd aangesloten op een 5G-klaar BBU dat eigenlijk eCPRI op 24,3 Gbps vereiste. Wat gebeurde vervolgens? Een enorme bandbreedtemismatch van ongeveer 58%, wat leidde tot ernstige signaalinterferentie die telkens terugkwam. Uit onderzoek na afloop bleek dat dit hele probleem had kunnen worden voorkomen als iemand alleen maar had gecontroleerd of de interfaces goed op elkaar aansloten vóór installatie. Het volgen van standaard documentatie richtlijnen en het uitvoeren van juiste conformiteitstests hadden deze fout vroegtijdig kunnen detecteren. Heel basisvolle stappen eigenlijk, maar blijkbaar over het hoofd gezien tijdens de installatie.

Best practices om RRU-BBU-compatibiliteit te waarborgen tijdens implementatie

Pre-deploymentverificatie van interfaceprotocollen en synchronisatievereisten

Het correct instellen van protocolcompatibiliteit en synchronisatieparameters komt op de eerste plaats voordat integratiewerkzaamheden beginnen. Voor ingenieurs die aan dit soort zaken werken, is het belangrijk om te controleren of iedereen het eens is over fronthaul-standaarden zoals CPRI of eCPRI. Ze moeten er ook voor zorgen dat de symbolensnelheden overeenkomen en bepalen welke IQ-compressie-instellingen worden gebruikt, wat bijzonder belangrijk is in de gemengde 4G- en 5G-situaties die we tegenwoordig zo vaak tegenkomen. Volgens een onderzoek uit vorig jaar ontstaan ongeveer twee derde van alle vertragingen bij implementaties doordat mensen niet goed alles van tevoren hebben geverifieerd. Daarom wordt adequaat testen absoluut cruciaal wanneer oude radioafstandseenheden moeten worden verbonden met nieuwere basebandeenheden. De cijfers ondersteunen dit duidelijk en tonen aan hoe essentieel grondige voorbereiding daadwerkelijk is.

Zorgen voor optische vezelkwaliteit en signaalinhoudelijkheid in RRU-BBU-verbindingen

Vezeloptische verbindingen moeten voldoen aan de ITU-T G.652-standaarden om de signaalintegriteit te behouden. Belangrijke eisen zijn:

• Verzwakking onder 0,25 dB/km bij 1310 nm
• Buigradius niet kleiner dan 30 mm
• APC/UPC-connector reflectie onder 55 dB

Veldstudies geven aan dat onjuist hanteren van glasvezels tijdens installatie verantwoordelijk is voor 42% van de signalenverliesincidenten na implementatie in mid-band 5G-netwerken, wat het belang benadrukt van goed opgeleide technici en kwaliteitsborging.

Standaardisatiestrategieën met behulp van specificaties van het O-RAN Alliance voor multi-vendoropstellingen

Het voorschrijven van O-RAN-compatibiliteit over de besturings-, gebruikers- en dataplanen vermindert vendor lock-in met 58%, volgens interoperabiliteitsbenchmarks uit 2024. Operators dienen naleving af te dwingen van:

• Gestandaardiseerde berichtformaten (M-vlak, CUS)
• Servicebeheer- en orchestratie-API's
• Nauwkeurigheidseisen voor tijdsynchronisatie (±16 ppb voor 5G standalone)

Dergelijke beleidsmaatregelen bevorderen langetermijnflexibiliteit, vereenvoudigen het oplossen van problemen en ondersteunen geautomatiseerde inrichting.

Het monitoren en oplossen van compatibiliteitsproblemen na implementatie

Na integratie is het belangrijk om tijdens het monitoren een aantal sleutelindicatoren in de gaten te houden. Denk hierbij aan BER of Bit Error Rate, EVM wat staat voor Error Vector Magnitude, en controleer ook de latentiejitter die onder de 200 nanoseconden moet blijven bij eCPRI-systemen. Er zijn momenteel geautomatiseerde tools beschikbaar die werken volgens de specificaties van 3GPP TR 38.801. De meeste ingenieurs vinden deze handig, omdat ze ongeveer 8 van de 10 functionele splitsingsproblemen binnen één dag oplossen. Vergeet ook regelmatige controles niet. Het volgen van de aanbevelingen van ETSI EN 302 326 zorgt ervoor dat alles op de lange termijn soepel blijft verlopen. Dit helpt systemen stabiel te blijven en goed samen te laten werken, zelfs terwijl netwerken blijven veranderen en groeien.