透過集中式無線存取網路(C-RAN)架構，行動網路營運商可將多處基地台的基頻處理資源集中起來，有效降低成本並提高營運效益。發揮C-RAN優勢的關鍵在於採用合適的前傳(Fronthaul)網路技術，光傳輸網路(OTN)將是一個理想的選擇。
亞太區的行動網路營運商正面臨獨特的挑戰和機會。根據愛立信(Ericsson)的《行動趨勢報告》指出，將近50%的世界人口，十大人口最集中城市中的七個，地球上十大人口密度最高地區中的八個，都位在亞太區。亞太區也有多個世界上最大的行動網路營運商，這些營運商為最多的智慧型手機用戶提供最高的資料流量。
愛立信預測，2021年，世界上42%的行動資料流量將由亞太區的營運商提供，而這些營運商將為全球52%的智慧型手機用戶提供服務。此外，5G技術的發展也是由亞太區的營運商一馬當先。
預估亞太地區的營運商到2021年所處理的資料量是2015年的十二倍以上，行動網路因而需要更大容量。要擴大容量可以利用以下兩個方法來實現，也就是部署更多頻譜或結合載波聚合技術，以及布建更密集的蜂巢(Cell)設置點，特別是小型基地台。
分布式RAN不敷使用 C-RAN趁勢崛起
若以傳統的分布式架構來配置容量，每區所需的基頻(Baseband)都位於蜂巢設置點，在技術上帶來幾個嚴峻的挑戰(圖1)。
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| 圖1 分布式RAN模式的挑戰 |
首先是效率低落的基頻處理，由於為了在區域處於峰值負載時提供足夠的傳輸容量，集中化基頻單元裝置(BBU)的利用率一般只達到30%左右；其次，無法善用以多點協作降低干擾等先進長程演進計畫(LTE-A)新功能，或者在這方面受到限制。
而第三個挑戰是高功耗，高達46%的蜂巢設置點功率浪費在非無線相關項目，如空調。第四個問題則是具挑戰性的現場動態調整以及增加的成本，包括在何處放置新的無線電和基頻、基地站準備，以及持續的租賃費用。
由於這些挑戰的存在，加上亞太區的特殊環境，使得亞太區的行動網路營運商在新架構集中式無線存取網路(C-RAN)或Centralized-RAN的開發和部署上一路領先。
C-RAN背後的基本概念是：首先，將區域內所有蜂巢設置點及小型基地台的基頻處理資源集中起來；接著，利用網路功能虛擬化/軟體定義網路(NFV/SDN)將在雲端架構的基頻處理虛擬化。
C-RAN架構(圖2)不但減緩了分布式架構的挑戰，同時讓營運商在邁向雲端化行動網路上跨出第一步，或許是最重要的一步。
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| 圖2 C-RAN模式的架構 |
C-RAN模式擁有幾項重要的技術優勢。例如把多個基頻單元託管以支援協調多點傳輸收送(CoMP)等干擾破壞技術。在《C-RAN集中化和雲端化的最新進展》報告中，中國移動公司顯示位於蜂巢邊界的上傳CoMP增益可高達100%。身為行動服務營運商，可能剛投資了數十億美元取得新的頻譜，進一步讓頻譜的使用達到最有效利用，實在是理所當然。
行動網路營運商的問題如今變成：「對我而言，在今日可行的眾多技術當中，哪一項技術是能夠將我的無線技術和基頻處理連接起來，並能擴展至5G的最佳方案？」
C-RAN帶動行動前傳網路需求
要發揮C-RAN的優勢，根本的挑戰在於如何實現具成本效益及光纖效率、可擴展的前傳網路(Fronthaul Network)，使得蜂巢基地站的無線電和集中型的基頻單元可彼此互連。有幾種技術可協助行動網路營運商實現這個目標。表1重點列出每項前傳網路技術的優點和挑戰。
現在可選擇被動和主動式分波多工(WDM)解決方案，但兩者都缺乏電訊等級的OAM(運作、管理、維護)、障礙隔離和劃分，這些都應該是每個行動網路營運商的無線存取網路(RAN)中不可或缺的條件。缺乏電子多工傳輸功能，意味著每個通用公共射頻介面(CRPI)訊號要消耗二個波長，從而增加系統成本並降低可擴展性。
兼具電訊等級OAM OTN成希望所繫
很多業界人士正積極地研究如何將乙太網路技術應用在前傳網路上。乙太網路之所以吸引人，是因為它保證能融合後置網路(Backhaul)和前傳網路，同時可和資料中心交換架構相容，而這一點對雲端無線存取網路(Cloud-RAN)而言特別重要；然而，在相關標準、晶片和設備等條件全部準備就緒、並在RAN上受到廣泛採用之前，還要花上好幾年的時間。
因此具備ITU-T-G.709標準的光傳輸網路(OTN)技術便成為焦點。OTN能夠成為全球大都會傳輸和長途傳輸的骨幹網路，是因為它具備電訊等級的OAM，可為範圍廣泛的客戶提供支援，包括乙太網路、同步光纖網路/同步數位階層(SONET/SDH)和FC/SAN，並且具有10G到100G+波長範圍的可擴展性。
如同表1中所突顯的重點提要，建基於OTN技術的前傳網路可為行動營運商提供許多優勢，包括：最高的光纖效率、WDM數最少的光纖模組、標準化的OAM、與現有傳輸基礎架構的相容度最高、線速率的可擴展性最高(10G到100G+)、CRPI速率的可擴展性最高(從CPRI option 1到CPRI option 10)、同時支援乙太網路和CRPI(以及SONET/SDH、FC/SAN及其他)。建基於OTN技術的前傳網路所面臨的挑戰則有兩方面：第一是光學原始設備製造商(OEM)並未提供建基於OTN技術的前傳網路解決方案；第二為面臨嚴格的第三代合作夥伴計畫(3GPP)和CPRI延遲和定時要求。
以美高森美(Microsemi)的OTN前傳網路技術方案為例，建基於其HyPHY 20Gflex系列OTN處理器，解決了OTN上的CRPI技術挑戰。該解決方案可在10G OTN的光纖互連上實現低延遲多線速率CPRI Option 1∼5的多種訊號。
而採用HyPHY 20Gflex處理器的OTN前傳網路CPRI用戶端，能夠超越75%的CPRI標準頻率精確要求，不僅對誤差向量幅度(EVM)性能毫無影響，而且只有5微秒(μs)的低延遲，並能提供2奈秒(ns)粒度(Granularity)的延遲測量和等化性能，延遲精度為±1.35奈秒。電訊營運商現在可以充分獲益於OTN的前傳網路，而不用犧牲網路性能。
對營運商而言，無線存取網路無疑是其最重要的資產，有了電訊等級的可用性、具成本效益及可擴展的OTN的前傳網路技術，根本不必將最重要的資產交託給別的其他技術。