El fronthaul consiste en la conexión basada en fibra óptica en la infraestructura de una red RAN que se establece entre la unidad de banda base (BBU) y el cabezal de radio remoto (RRH). El fronthaul surgió con las redes LTE cuando los operadores trasladaron sus radios más cerca de las antenas. Este nuevo enlace se estableció para complementar la conexión de backhaul entre la BBU y el núcleo de la red central.

A medida que se han puesto en marcha casos de uso de la tecnología 5G, las configuraciones de fronthaul flexibles se han convertido en un elemento esencial para equilibrar la demanda de latencia, capacidad y confiabilidad de las aplicaciones 5G avanzadas.

La red RAN de próxima generación está teniendo como resultado una mayor implementación de fronthaul de fibra óptica, así como una mayor dependencia de una arquitectura dividida, la virtualización y la multiplexación. Esto ha provocado que el fronthaul eCPRI se encuentre entre las tecnologías 5G más importantes de los informes de los operadores. VIAVI proporciona una solución completa para realizar pruebas de rendimiento del fronthaul, incluidas funciones de verificación de enlaces de fibra óptica, sincronización y temporización, así como opciones virtuales y basadas en la garantía.

Evolución del fronthaul

La evolución del fronthaul en las redes móviles ha puesto de manifiesto la creciente dependencia en la fibra óptica para las redes de banda ancha, dado que los requisitos de ancho de banda y latencia en ambos dominios han continuado impulsando las implementaciones de fibra óptica con una mayor profundidad y envergadura. Antes de la introducción de la tecnología 4G, la fibra óptica se empleaba principalmente para las redes de transporte. Estándares de rendimiento superiores, el desarrollo de la tecnología MIMO (Multiple-input, multiple-output, múltiple entrada, múltiple salida) y prácticas de coordinación de radio avanzadas se aunaron con la llegada de las soluciones de radio remotas y la introducción del fronthaul en el universo de la fibra óptica.

El protocolo de la interfaz de radio pública común (CPRI) se estableció por primera vez en 2003 a través de un consorcio de fabricantes de equipos originales para definir y estandarizar las especificaciones de transporte, conectividad y control entre la BBU y el RRH. La CPRI se basaba en la arquitectura de capa de red, de capa de enlaces de datos y de capa física (PHY) ubicadas juntas en la BBU, donde el fronthaul proporcionaba el enlace entre el RRH y la capa física de la BBU. Las estrictas limitaciones de retardo de la CPRI restringían la separación física entre las ubicaciones de la BBU y el RRH.

La CPRI emplea un protocolo de transferencia de datos sincrónica con velocidades de bits que dependen de la cantidad de antenas, de modo que se obtienen velocidades de transferencia que no ajustan las variaciones en la carga de usuarios. Esto viene a ser lo mismo que un tren que sale de la estación sin pasajeros en un trayecto y, después, vuelve y se encuentra con un exceso de viajeros esperando al siguiente tren.

La carga de etiquetado de la CPRI es elevada y la multiplexación estadística es limitada. Estas limitaciones inherentes a la CPRI han sido factibles para el fronthaul de redes 4G y LTE, pero resultan inviables y costosas de trasladar a la tecnología MIMO masiva, el alto ancho de banda y el transporte 5G de baja latencia. Una solución innovadora, según la definen los estándares de 3GPP TR 38.801, IEEE e ITU-T, requiere la división funcional de los elementos de la BBU.

Los componentes de este nuevo modelo de arquitectura se definen con la RU (lo que anteriormente se conocía como el RRH o la RRU), la unidad central (CU) y la unidad distribuida (DU), donde el nuevo enlace entre la CU y la DU se denomina, acertadamente, midhaul. La virtualización de las redes RAN ha permitido que las funciones de la BBU se ubiquen separadas o juntas dentro de los diversos elementos, en función de qué división funcional entre las capas del modelo OSI es más conveniente para responder a los requisitos del caso de uso. La flexibilidad de la arquitectura dividida es esencial para optimizar casos de uso estratégicos en las redes de fronthaul 5G de manera simultánea.