واجهة الراديو العامة المشتركة CPRI

تم تقديم مواصفات “CPRI” لتمكين الاتصال بين الأجهزة الراديوية وأجهزة التحكم في المعدات الراديوية وهي ذات أهمية خاصة لمشغلي الهواتف المحمولة، والراغبين في نشر شبكاتهم باتباع نهج شبكة الوصول اللاسلكي السحابي الجديد، وفي مثل هذه الحالة يوفر “CPRI” واجهة للتوصيل البيني لمحطات الراديو البعيدة مع وحدة النطاق الأساسي عن طريق ما يسمى بشبكة “fronthaul”.

ما هي واجهة الراديو العامة المشتركة CPRI

واجهة الراديو العامة المشتركة “CPRI”: هي مواصفات متطورة لشبكات الاتصالات اللاسلكية التي يحددها اتحاد من الشركات المصنعة للمعدات الأصلية، وتتعلق المواصفات بوصلة الاتصال بين وحدات النطاق الأساسي ووحدات الراديو البعيدة، وهو أحدث إدخال في سلسلة “تعريفات CommScope”.

• “CPRI” هي اختصار لـ “Common Public Radio Interface”.

أساسيات واجهة الراديو العامة المشتركة CPRI

واجهة الراديو العامة المشتركة “CPRI” هي مواصفات متطورة لشبكات الاتصالات اللاسلكية التي يحددها اتحاد من الشركات المصنعة للمعدات الأصلية “OEMs”، كما تتعلق المواصفات بوصلة الاتصال بين وحدات التحكم في المعدات الراديوية والمعروفة عادةً باسم وحدات النطاق الأساسي “BBUs”، والمعدات الراديوية نفسها والتي نسميها وحدات الراديو عن بُعد “RRUs”.

ومع ذلك، فإنّ “CPRI” ليس معياراً وتحدد مواصفات “CPRI” المعايير الرئيسية فقط لربط اتصالات النقل والاتصال والتحكم بين “BBU” و”RRU”، وبصرف النظر عن الالتزام بالإطار فإنّ كل جهاز لاسلكي من مصنعي المعدات الأصلية يشفر تكيفاً فريداً للمواصفات لتوفير كفاءات معالجة فريدة لأجهزتهم.

في سوق نظام الهوائي الموزع “DAS”، لم يكن بائعي النظام قادرين على ربط أجهزتهم مباشرة بأنظمة المحطة الأساسية باستخدام بروتوكول “CPRI”، وبدلاً من ذلك استخدمت واجهة “DAS” معالجة تردد الراديو التماثلية “RF” ورؤوس الراديو عن بُعد للتضخيم، وكميات من لوحات معالجة الإشارات وشبكات الكابلات المعقدة، وغالباً ما أعطت الاتصالات بين عناصر الشبكة النشطة والسلبية فرصة للخطأ وزيادة نقاط الفشل وفقدان الاتصال النشط بين مدخلات “BBU” و”DAS”.

كما يتوفر ارتباط رقمي بصري مباشر من “BBU” إلى “DAS” عبر “CPRI”، وتلغي الواجهة الرقمية المباشرة الحاجة إلى معالجة التردد الراديوي الفائض وتكييفه، وأثبتت حلول “DAS” التي تغذيها “CPRI” أنّها تقدم تركيباً مبسطاً وأداءاً محسناً وتكلفة إجمالية أقل مقارنةً بهياكل “DAS” التقليدية القائمة على التردد اللاسلكي.

يتم إنتاج مواصفات “CPRI” بواسطة عدد من مصنعي المعدات الأصلية، ومواصفات “CPRI” موجودة في “الإصدار 6.1″، وتوفر إطاراً تكميلياً لمصنعي المعدات الأصلية للمعدات الراديوية لتنفيذ دعم معيار “3GPP” المتطور، وواجهة الراديو العامة المشتركة “CPRI” هي مواصفات متطورة لشبكات الاتصالات اللاسلكية التي يحددها اتحاد من الشركات المصنعة للمعدات الأصلية “OEMs”.

• “OEM” هي اختصار لـ “Original Equipment Manufacturer”.

• “BBU” هي اختصار لـ “baseband unit”.

• “DAS” هي اختصار لـ “Distributed Antenna System”.

• “RF” هي اختصار لـ “radio frequency”.

• “RRU” هي اختصار لـ “remote radio unit”.

مبدأ عمل واجهة الراديو العامة المشتركة CPRI

واجهة الراديو العامة المشتركة “CPRI” هي مواصفات متطورة تعمل عليها مجموعة من مصنعي المعدات الأصلية في الاتصالات، حيث يتضمن استخدام وحدات النطاق الأساسي ووحدات الراديو البعيدة التي تتواصل مع بعضها البعض، ومن خلال فصل نطاق التردد الأساسي عن نطاق التردد اللاسلكي ويحقق “CPRI” إعداد “Fronthaul” يمكن أن يقدم فوائد محددة في مجال الاتصالات.

يعد “CPRI” مفيداً في تزويد الشركات المصنعة للمحطات الأساسية ببروتوكول مشترك واحد ويسمح لهم ببناء أنظمة أكثر ملاءمة، حيث تكون الوحدة الرئيسية في موقع أكثر ملاءمة، ومواصفات “CPRI” مفتوحة أيضاً للمدخلات العامة، وكمعيار متطور يحتوي “CPRI” على تطبيقات لنظام اتصالات “5G” وقد يكون مفيداً في تطوير واجهات اتصالات مستقبلية.

من السمات المهمة لـ “CPRI” دعمها للفصل بين نطاق التردد الأساسي ونطاق التردد اللاسلكي، حيث يركز “CPRI” على رابط الاتصال، وهي الشبكة الأمامية التي تربط بين أجهزة الإرسال والاستقبال الراديوية والمحطات القاعدية.

فوائد CPRI

• يمكن لمصنعي المحطة الأساسية استخدام بروتوكول مشترك واحد.

• المواصفات متاحة للمستخدمين بحرية.

• يمكن للجمهور المساهمة بأفكار ومقترحات حول مواصفات “CPRI”.

تطور واجهة الراديو العامة المشتركة CPRI

تدعم مواصفات “CPRI” بروتوكول “L1” داخل النطاق والتحكم في ارتباط البيانات عالي المستوى “HDLC” وشبكة إيثرنت لبيانات التكوين والإدارة، كما تتضمن أنواع البيانات الأخرى التي يدعمها “CPRI” المزامنة لمحاذاة الإطار والوقت، ومواصفات “CPRI” ليست قياسية لكنّها تكمل أطر “3GPP” و”3GPP2 (3G وLTE)”.

تعمل الشركات المصنّعة للمعدات الأصلية وراء “CPRI” أيضاً على مواصفات محدثة تسمى “eCPRI” والتي ستدعم تقنية “5G fronthaul” عبر “Ethernet“، كما تتضمن الميزات الموجودة في “eCPRI” تقليل متطلبات النطاق الترددي مع تعيين “CPRI” والمزيد من المرونة لعقد “CPRI” و”eCPRI” الأمامية.

هناك نمو سريع لمستخدمي الهاتف المحمول، لذلك هناك عدد أكبر من الميزات يطورها مزود الخدمة لدعم عدد أكبر من مستخدمي الهاتف المحمول، وواجهة الراديو العامة المشتركة “CPRI” هي واجهة بين وحدة التحكم في المعدات الراديوية “REC” ومعدات الراديو “RE” لدعم عدد أكبر من المستخدمين، وهذا يبسط الهيكل العام لمحطة الراديو الأساسية.

ومحطة قاعدة الراديو مركزية ويتم توزيع رؤوس الراديو في البيئة، وتدعم رؤوس الراديو هذه عدداً أكبر من المستخدمين، والهدف الرئيسي من “CPRI” هو تقسيم الحزم إلى عدد من الإطارات وينقسم إطار الراديو إلى إطارات فائقة، وينقسم هذا الإطار الفائق إلى عدد الإطار الأساسي الذي يتم فيه دعم كل إطار أساسي حتى “16 كلمة” تماماً وهو يدعم حتى “6،144 ميجابايت في الثانية”.

• “3GPP” هي اختصار لـ “3rd Generation Partnership Project”.

• “LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.

• “HDLC” هي اختصار لـ “High-level Data Link Control”.

تطبيقات واجهة الراديو العامة المشتركة CPRI

يستخدم الاتصال بين جهاز التحكم في معدات الراديو “REC” وجهاز الراديو “RE” وفي شبكة لاسلكية اتصال واجهة راديو عامة مشتركة، وعندما يكون جهاز التحكم في المعدات اللاسلكية والأجهزة الراديوية بعيداً عن بعضهما البعض ومتصلين بواسطة شبكة نقل غير متماثلة، مثل شبكة النقل البصري يتم إرسال بيانات تأخير المسار في إطارات بيانات واجهة الراديو العامة المشتركة، وهذا يسمح للعقد الطرفية “CPRI” لتصحيح عدم تناسق تأخير المسار باستخدام بيانات تأخير المسار.

نظام الاتصالات السلكية واللاسلكية “(UMTS) RAN” تحتوي محطة قاعدة الراديو على نظامين فرعيين أساسيين، وهما التحكم في المعدات اللاسلكية “REC” ومعدات الراديو “RE” وتحدد واجهة الراديو العامة المشتركة “CPRI” مواصفات للواجهة الداخلية لمحطات القاعدة الراديوية.

في بعض الظروف قد تتطلب شبكة نفاذ لاسلكي معينة أن تتم مزامنة عقد الشبكة في غضون فترة زمنية محددة، وفي مثل هذه الحالة غالباً ما يكون من الضروري معايرة التأخير الناتج عن الوصلة بين العقد لا سيما عندما لا يكون جهاز التحكم في المعدات الراديوية في نفس الموقع، وفي العديد من التطبيقات يستخدم الارتباط بين جهاز التحكم في المعدات اللاسلكية “REC” ومعدات الراديو “RE” اتصال الألياف الضوئية من نقطة إلى نقطة.

وفي هذه الحالة يمكن الافتراض بدرجة مقبولة من الدقة أنّ الاتصال متماثل أي أنّ تأخير الوصلة الصاعدة يساوي تأخير الوصلة الهابطة، ويمكن قياس التأخير ذهاباً وإياباً أي الوقت الذي تستغرقه الإشارة للانتقال من العقدة الأولى إلى العقدة الثانية ثم العودة إلى العقدة الأولى بدقة، لذلك إذا كان من الممكن افتراض أنّ تأخير الوصلة الصاعدة يساوي تأخير الوصلة الهابطة فيمكن تقدير التأخير في اتجاه واحد من تأخير الانتقال ذهاباً وإياباً بدقة مقبولة.

• “REC” هي اختصار لـ “radio Equipment Controller”.

• “RE” هي اختصار لـ “radio equipment”.