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La fibra óptica en redes 5G: el futuro se acerca

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Evolución del fronthaul 5G

No hace mucho, la fibra óptica se empleaba solamente en redes de larga distancia, pero el continuo y constante crecimiento de la banda ancha (que no parece tener fin) ha exigido que la fibra óptica se convierta en el principal medio de transmisión, no solo en el núcleo, sino también en las redes metropolitanas y de acceso. De forma similar, los suscriptores de las redes móviles, ávidos de un mayor ancho de banda y unos servicios de capacidad superior, han impulsado la fibra óptica más aún en las redes de acceso por radio (RAN).

A medida que las radios se hicieron más robustas y el tiempo medio de reparación (MTTR) fue mejorando, los proveedores comenzaron a ofrecer soluciones de radio remotas. Las radios se han desplazado más cerca de la antena para evitar las pérdidas significativas que causan los conectores y los cables coaxiales largos. Esta estrategia no solo contribuyó a una mejor huella de radiofrecuencia, sino que también redujo el costo asociado a la refrigeración en el alojamiento del equipo de radio ubicado en la base de la torre o cerca de ella. No obstante, para admitir las unidades de radio remotas (RRU), se introdujeron interfaces nuevas.

Estas conectaban el equipo digital, denominado también unidad de banda base (BBU) a las RRU por medio de un enlace físico de fibra óptica. El nuevo enlace introducido entre la BBU y la RRU se denomina fronthaul, en oposición al backhaul, que conecta las BBU con la red móvil central. La tecnología más común que se emplea para comunicar información de radiofrecuencia a través del fronthaul de fibra óptica es el protocolo de la interfaz de radio pública común (CPRI).

La CPRI ofrece un protocolo de transporte específico diseñado concretamente para transportar formas de onda de radio entre la RRU y la BBU. Las tramas de la CPRI se amplían con el incremento del ancho de banda del canal de radio y el número de elementos de la antena. La CPRI no resulta muy eficaz en la multiplexación estadística y no es capaz de adaptarse a las exigencias de la tecnología 5G, especialmente en lo que respecta a los incrementos de banda ancha mayores y la tecnología MIMO masiva.

eCPRI

Antes de analizar las topologías de backhaul, midhaul y fronthaul de fibra óptica, repasemos la evolución de la interfaz de fronthaul 5G. La tecnología eCPRI se basa en una división funcional del componente de capa física (PHY).

La especificación eCPRI recomienda que se emplee la opción dividida I para el enlace ascendente y que se desplieguen las opciones II o I para el enlace descendente, que se asigna a la división 7.x con respecto al estándar 3GPP, como se indica en la figura 4.

La interfaz eCPRI se conecta al control de equipo de radio eCPRI (eREC) y al equipo de radio eCPRI (eRE) a través de la red de transporte fronthaul.

El objetivo de la interfaz eCPRI en comparación con la interfaz CPRI es reducir la demanda de velocidad de datos entre el eREC y el eRE por medio de una descomposición funcional, al tiempo que se limita la complejidad del eRE. Además, la interfaz eCPRI se ha diseñado para permitir una transmisión de datos por radio eficaz y flexible a través de una red de transporte fronthaul basada en paquetes como las redes IP o Ethernet.

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