助力实现C-RAN: 前端回传的挑战 第二部分

来源:互联网 发布:淘宝联盟分享赚钱 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 10:13


助力实现C-RAN: 前端回传的挑战

            第二部分

  本系列文章的第一部分提出了前端回传网络的需求。第二部分将讨论实现前端回传网络的五大主要候选技术方案。

  • 点到点光纤
  • 微波
  • 无源WDM
  • 有源WDM
  • OTN

1.1        点到点光纤

       点到点光纤实现的前端回传网络中,每个RRH头都通过其光纤对(或者是单条光纤——如果使用的是双向的单根光纤)与BBU相连。在RRHBBU中均使用了灰色光模块。

图 3 点到点光纤

  该方案的巨大挑战在于需要消耗大量光纤,乃至于无法为大量部署C-RAN方案找到切实可行的途径。

1.2        微波

  微波前端回传正逐渐兴起,成为前端回传的一个可行方案,尤其是在HetNets中,其中的小基站层通过前端回传到附近的宏基站。但是,基于微波的前端回传也有其局限:

  • 带宽:通常至多只支持CPRI option 3
  • 范围有限:通常只能在很短的半径内
  • 基站选址的难题
  • 对气候相关的衰减非常敏感

  本系列文章中后面部分将着重在基于光纤的前端回传,原因在于其能够支持所有的CPRI速率,以及网络运营商期望达到的20km的传送范围。

1.3 无源WDM     

  基于无源WDM的前端回传解决方案直接在RRHBBU中部署CWDMDWDM光模块,并采用了一个无源光增/删复用器(OADM)将有色波长复用到单个光纤对上。

图4 基于无源WDM的前端回传网络

  该方案有两个主要优点:

  1. 满足CPRI3GPP延迟和定时的需求不成问题。
  2. 大大降低了对光纤的要求
  3. OADM 设备无需电源

       但是,也存在一些重大的缺陷:

  1. 缺少一个分界点导致了监管及运营方面的困难
  2. 缺少OAM的功能使得错误定位在运营时十分具有挑战性、也很昂贵
  3. CPRI客户数目限制在18个(CWDM局限在18个波长)
  4. 每个集中化的RRH使用了两个价格更为高昂的有色光模块(一个在RRH端,另一个在BBU端)
  5. 有些远端射频头单元可能无法满足有色光模块所需的更高功耗要求
  6. 无法支持保护功能

1.4 有源WDM     

      有源WDM方案利用了OADM中一个单独的转发器来将灰色光转化为有色光。通

常在转发器上会采用一块FPGA来提供数量有限的OAM&PMON。此外,也可以利用这块FPGA来实现厂商专有的TDM复用机制。

图5  基于有源WDM的前端回传

  有源 WDM的方案带来了如下几个挑战:

  1. 降低了光纤的要求,与无源WDM达到相当水平
  2. RRHBBU中得以使用灰色光
  3. 相较无源WDM,有源WDM提供了一个分界点
  4. 提供了实现简单PMON的机会,如对CPRI 8B/10B代码进行监测。

       但是,该方案也存在若干缺陷:

  1. 需要电源
  2. 每个RRH用了两个有色光模块(一个在RRH上,另一个则在BBU处)
  3. 如果采用了TDM复用,则从本质上就是厂商专有的,也是基于OTN本有功能的再次创新
  4. PMONOAM需要消耗额外的带宽

1.5  OTN     

       基于OTN的解决方案与有源WDM方案的架构相似,但也存在两个重大的差异。

       首先,该方案是基于一种经过现场验证的、标准化的技术(通过ITU G.709),该技术在当今运营商网络中已普遍采用,WDM网络管理的模式也是为人所熟知。第二点,该技术助力实现了基于标准的TDM复用,因此能够大幅度降低有色光模块及前端回传网络中所需带宽的数目。

图6  基于OTN的前端回传方案

  OTN 具备如下几项优势:

  1. TDM 复用可以降低有色模块的数目,从而大幅降低成本
  2. 基于标准的电信级技术
  3. 标准化的FEC可以降低功耗、减少光模块的成本,网络中无需放大功能,即能达到所需的传送范围。
  4. 标准化及每个CPRI客户都有的OAM
  5. 带内客户及通道监测使故障隔离成为可能,无需消耗额外的带宽
  6. 多业务能力可以同时支持移动前端回传与后端回传
  7. 可以扩展,能支持HetNets和电信汇聚
  8. 在运营商网络中已经广泛部署
  9. 运营商的网络运营团队对此十分熟悉
  10. 能让多家移动运营商共享同样的底层架构

       OTN 一直以来面临的挑战还有:

  1. 满足严格的CPRI3GPP定时要求的挑战
  2. 缺乏可行的解决方案
  3. 众所周知的成本问题

       但是OTN解决方案不可一概而论。最近出现了一项名为“CPRIm”的新提案。CPRIm在本质上结合了CPRI复用及OTN包裹以生成一个新的ODU2信号,速度比OTN的标准化速率更快。CPRIm的主要优点在于其能实现6x CPRIoption 33x CPRIoption 5以使其能够置入一块11.8G ODU2c。但是,其结果就是带来了如下表 5 中列出的若干挑战。

表 5  OTN vs. CPRIm

  本系列文章的第三部分陈述了一个案例,从经济的角度将不同的前端回传方案进行一个对比。

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