CPRI与OBSAI接口技术介绍

一、什么是CPRI协议概述

1、CPRI是一个联盟

CPRI（Common Public Radio Interface）：通用公共无线接口（CPRI）联盟是一个工业合作组织，致力于从事无线基站内部的无线设备控制中心（简称REC）与无线设备（简称RE）之间主要接口规范的制定工作。

2、CPRI是一个协议

CPRI联盟定义的无线设备控制中心（简称REC）与无线设备（简称RE）之间主要接口规范，就是CPRI规范。

在4G/5G系统中，REC就是基带控制单元BBU, RE就是射频拉远单元RRU.

CPRI就是用于在BBU和RRU之间传递同步信号、管理数据和业务数据的接口规范。

CPRI协议的发起者
发起成立CPRI 组织的公司包括：爱立信、华为、NEC、北电网络及西门子公司，CPRI对其它组织和厂家开放。

二、CPRI协议的分层架构

CPRI协议分成三层

1、L1物理层

定义物理层的硬件接口：SFP电接口与SFP光接口
以及物理层的编码方式：如8B/10编码、曼切斯特编码编码。
时分复用：实现串并转换，把L2不同业务的并行数据转换成串行数据，并串接起来，分时复用串行总线进行数据传输。
2、L2数据链路层

定义了CPRI的帧结构，用于组织和传输不同类型的数据，包括IQ业务数据：手机与基站时间的数据面和控制面的数据。

Ethernet：以太网数据，用于传输BBU和RRU之间的OAM管理的数据，在CPRI架构中，RRU是基站的一部分，受BBU管理、配置和监控。为了简化BBU和RRU之间管理面的通信，这里采用了以太网MAC帧进行传输。也就是说把以太网的帧承载着CPRI帧中，在CPRI链路上进行传输。
HDLC：与以太网协议并行的一种数据链路层协议。基站中，基本不用。
L1带内协议：用于在CPRI对等的两个实体之间传递L2数据链路层控制协议，比如CPRI链路的同步、CPRI的远程复位、CPRI的远程告警等等。
厂家自定义：保留给厂家自定义。
3、应用层

数据链路层通过服务访问点的形式为应用层提供数据传输服务。主要的服务类型有：用户面数据：就是IQ数据，就是OFDM调制后的采样数据。
控制码与管理面数据：BBU对RRU的OAM操作、维护、管理数据。
同步：用于BBU向RRU传递同步时钟，这样RRU就不需要GPS同步信号了，RRU只需通过CPRI协议与BBU同步就可以了。
注意：

应用层并不是CPRI协议的范畴，这就导致不同厂家的应用程协议相互不兼容，特别是管理应用数据，导致BBU和RRU必须是同一设备厂家的产品。O-RAN通过在eCPRI协议规的基础之上，规范了应用程数据的格式、内容、协议交互等规范，实现了不同厂家的O-RU与O-DU之间的互联互通。

在详细介绍部分，我会基于-7深入解释CPRI的同步系统和帧结构，基于-6说明OBSAI的分层架构和消息结构。对于选择建议，我会结合-6的分析，指出OBSAI在多模基站方面的优势，以及CPRI在传输效率和5G前传方面的优势。

三、CPRI和OBSAI的对比

CPRI和OBSAI是无线通信基站中连接基带处理单元和射频单元的两种核心前传接口协议。简单来说，你可以把它们想象为基站内部“大脑”（基带）和“发声器官”（射频）之间的“神经网络”，负责高速、可靠的数据传输。

为了让你快速把握全貌，下面这个表格清晰地对比了它们的主要特征。

特性维度	CPRI	OBSAI
全称与含义	通用公共无线电接口	开放式基站架构
发起成员	爱立信、华为、NEC、西门子、北电	诺基亚、中兴通讯、三星、LG等
核心目标	实现REC（BBU）与RE（RRU）间接口标准化	定义基站内部开放的模块化架构及接口
技术特点	同步系统；帧结构基于无线芯片率（如3.84MHz）；传输效率高，速率等级与光模块匹配良好	模块化与可扩展性强；采用消息（Message） 为基本单位；灵活性好，帧结构适于传输多标准数据
典型应用场景	在4G/5G分布式基站中占主导地位；广泛应用于BBU-RRU连接	特别适合需要同时支持多种无线标准的多模基站

四、深入理解CPRI

CPRI协议将基站清晰地划分为无线设备控制器（REC，通常对应基带单元BBU） 和无线设备（RE，通常对应射频单元RRU） 两个部分。

同步系统：这是CPRI最显著的特点之一。整个系统工作在一个同步时钟下，确保数据传输的定时精确无误，这对于无线信号处理至关重要
。

帧结构：CPRI的数据封装具有严格的层级结构。它的基本时间单位源于无线信号的芯片率（例如WCDMA的3.84MHz）
。

• 基本帧：持续时间为1/3.84MHz = 260.42纳秒。每个基本帧由一个控制字 和后续的IQ数据区 组成。

• 超帧：由256个基本帧构成
  。

• 无线帧：由150个超帧构成，时长10ms，与无线系统的调度周期对齐
  。

链路初始化：CPRI链路启动时会经历一个复杂的握手与协商 过程，通过状态机自动协商双方都支持的最高传输速率，并确认链路协议参数，确保通信成功。

五、深入理解OBSAI

OBSAI的愿景不仅是定义一个接口，更是为了构建一个开放的、模块化的基站架构，让不同厂商的模块可以像乐高积木一样组合。

分层架构与消息结构：

• 分层设计：OBSAI协议栈分为物理层、链路层、传输层和应用层。这种清晰的分层使功能划分更明确。

• 消息单元：OBSAI最基本的数据单元是消息。每个消息都像一个小数据包，包含目的地址、数据类型、时间戳和净荷（实际数据)。这种结构天然适合承载不同格式的数据流。

模块化与复用：OBSAI支持将多个低速的1x光链路复用成一条更高速的2x或4x链路，增强了系统配置的灵活性。

六、如何选择CPRI与OBSAI

了解两者区别后，在实际选择时可以参考以下几点：

 追求高效率与主流部署：在标准的4G或5G分布式基站场景下，CPRI因其高传输效率和对高速链路的良好支持，已成为事实上的行业主流。

构建多模基站：如果你的系统需要在一个硬件平台上同时支持GSM、WCDMA、LTE等多种无线标准，OBSAI的模块化设计和灵活的消息结构会更有优势。它能有效隔离不同标准对数据传输链路的影响。

考虑行业生态与成本：CPRI拥有庞大的产业支持，产业链成熟，模块选择多，有助于降低成本和保障供应。OBSAI的生态系统相对小众。