Das Cloud RAN (C-RAN)
Das C-RAN (Centralized oder Cloud Radio Access Network) ist eine Mobilfunknetzarchitektur, die auf Effizienz und geringere Kosten beim Einsatz öffentlich zugänglicher Kleinzellen ausgelegt ist. Die C-RAN-Architektur trennt die BBU (Base Band Unit) vom RRH (Remote Radio Head) mithilfe des CPRI (Common Public Radio Interface). Die CPRI-Verbindung zwischen der BBU und dem RRH wird als „Fronthaul“ bezeichnet, während das Backhaul-Netzwerk die BBU mit dem Kernnetz verbindet. Die BBU ist für die Signalverarbeitungsfunktionen verantwortlich und das RRH überträgt das Signal über die Funkschnittstelle.
Die Platzierung von BBUs an zentralen Standorten ermöglicht eine präzisere Kontrolle des Funkspektrums zwischen RRHs und eine genauere Interferenzkoordination – außerdem verringert sich der Stromverbrauch, die Größe der entfernten Funkausrüstung und die Komplexität der Bereitstellung kleiner Metrozellen. Das C-RAN wurde in dichten Umgebungen wie Sportstadien, Einkaufszentren und Stadtzentren implementiert. Die erhöhte Flexibilität und Effizienz auf der Funkzugangsseite geht jedoch auf Kosten von Herausforderungen bei den Fronthaul-Verbindungen.
CPRI ist eine digitale Schnittstelle mit verschiedenen Kapazitäten bis zu 9,6 Gbit/s, die am besten über Glasfaser übertragen wird. Darüber hinaus stellt CPRI sehr strenge Anforderungen an Übertragungsverzögerung (Latenz) und Verzögerungsvariation (Jitter), um einen zuverlässigen Systembetrieb zu gewährleisten. Für den LTE-Betrieb muss die Verzögerung über die CPRI-Schnittstelle weniger als 200 Mikrosekunden betragen. CPRI kann zwischen einer BBU und einem einzelnen RRH oder zwischen einer BBU und mehreren RRHs verwendet werden.
In seiner Grundform verbindet Glasfaser die am Turm montierten RRHs mit den BBUs am Fuß des Turms. Im Gegensatz zur Verwendung herkömmlicher Kupfer-Koaxialkabel zur Antenne überträgt die Glasfaser eine digitale Darstellung des Funksignals, das dann direkt am RRH in ein Funksignal umgewandelt wird. Für den Anschluss an das RRH ist eine Stromversorgung erforderlich. Dieser Prozess trägt dazu bei, mobilen Geräten mehr Leistung und Bandbreite bereitzustellen und wird als FTTA (Fibre To The Antenna) bezeichnet.
Mit CPRI kann die Verbindung zwischen BBU und RRH auf viele Kilometer ausgedehnt werden. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für den Einsatz kleiner Zellen zum Auslagern von Daten aus Makrozellen und DAS (Distributed Antenna Systems). In dicht besiedelten Gebieten überlastet die Nachfrage nach mobilen Breitbanddiensten die Makrozellen, und die Netzwerküberlastung kann durch die Positionierung zusätzlicher RRH in diesen Verkehrs-Hotspots reduziert werden.