APPROFONDIMENTO

Dal backhauling al fron-thauling verso il 5G: la visione di Altiostar

 

L’eNB in LTE e il gNB per il 5G NR (New Radio) possono essere progettati separando il protocol stack radio a diversi livelli. Una parte del protocol stack può quindi risiedere nella DU (Distributed Unit) vicino all’antenna e la parte rimanente può essere installata nella CU (Centralized Unit). Le varie opzioni di split discusse in 3GPP sono riportate nella Figura E.

 

Figura E –Opzioni discusse in 3GPP per lo split funzionale tra Distributed Unit e Centralized Unit

Tra le varie opzioni la 2 è stata selezionata in 3GPP, indicata come HLS (Higher-Layer Split). L’option 7, anche indicate come LLS (Lower-Layer Split) è in fase di studio in 3GPP. L’opzione 2 è molto simile all’architettura vRAN progettata da Altiostar e permette di rilassare i requisiti sul trasporto pur mantenendo il supporto delle funzionalità previste da LTE-Advanced. In particolare Altiostar ha progettato una soluzione che permette all’operatore di realizzare il trasporto del fronthaul su connessioni ethernet o IP, riutilizzando la rete di trasporto del backhauling , sperimentata anche da TIM nell’ambito del trial in campo a Saluzzo (Figura F).

 

Figura F –Il collegamento via OPM (Optical Packet Metro di Telecom Italia) tra unità remote (posizionate in prossimità delle antenne nei siti di Saluzzo) ed unità centrale virtualizzata (vBBU: virtual Base Band Unit), installata a Torino Lancia

Questa opzione sarà possibile anche per il sistema 5G NR.
La capacità di processing dei livelli più bassi del protocol stack aumenta notevolmente nel caso del 5G NR, soprattutto per le frequenze elevate (mmWave) a causa dell’elevata occupazione di banda del segnale generato in questa gamma di frequenza (si pensa a valori da 800MHz fino a 2 GHz nelle gamme 28 GHz e 39 GHz). A tal fine si pensa che l’aggregazione dell’hardware relativo a tali livelli può essere vantaggioso nei prodotti 5G NR che supportano tali frequenze. Per tale ragione Altiostar sta considerando anche l’opzione 7 per  l’evoluzione del sistema verso il 5G.
Una possibile architettura 5G che fa utilizzo di entrambi gli split in discussione in 3GPP (l’opzione 2 e l’opzione 7) è riportata nella Figura F. L’utilizzo di entrambi gli split permette di virtualizzare gran parte del protocol stack previsto per la nuova interfaccia 5G.

 

Figura G

Da un lato la l’opzione HLS ha come vantaggi un’elevata scalabilità, affidabilità e requisiti del trasporto del cosiddetto midhaul rilassati. L’opzione LLS, che permette l’aggregazione dei livelli più bassi utilizzando connessioni Ethernet o IP per il fronthaul, permette di ridurre i requisiti di banda tramite la compressione del segnale nel dominio della frequenza, un’implementazione semplificata della RU e della DU e il pooling del livello fisico nella DU in cui possono essere implementati algoritmi di processing evoluti.
È auspicabile che l’evoluzione della RAN per LTE-A e per il 5G si basi su interfacce aperte tra la CU e la DU per aumentare la flessibilità nel dispiegamento e la disponibilità di soluzioni sul mercato. Il lavoro svolto dal 3GPP si sta muovendo in questa direzione e TIM e Altiostar sono attivamente coinvolte in queste attività.

 

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