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段然:未来无线网络架构演进及软基站设备的探索  

2015-07-15 11:13:42|  分类: 软件无线电 |  标签: |举报 |字号 订阅

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专题直播:http://labs.chinamobile.com/imic_2014

   2014年8月14日至15日,第七届移动互联网国际研讨会在北京国际会议中心隆重举行,本次大会以“4G移动互联网时代的创新与变革”为主题,围绕 4G网络技术及未来发展、虚拟运营商、移动互联网应用、信息安全、物联网、融合通信等产业热点展开。以下为中国移动通信研究院绿色通信技术研究中心C- RAN项目经理段然在“更软更绿的未来网络”分论坛发表演讲。

段然:未来无线网络架构演进及软基站设备的探索 - 阿光 - linux 学习

  以下为演讲速记:

  感谢给我这个机会让我讲一下最新进展,今天的题目是未来无线网络架构演进及软基站设备的探索,我分三块给大家介绍一下,第一块是C-RAN的概念,第二部分是我向大家报告一下集中式部署的探索。第三部分跟大家讲一下网络功能虚拟化带给运营商的契机。

   首先C-RAN提出的背景是运营商网络的四大问题,第一大问题是密集城区覆盖难和站址阻力大。解决是分层网+BBU吹池、补盲补热。第二是TD-LTE 站间抗干扰能力弱,解决方法是分步骤引入协作化技术、降低干扰。第三是我们综合成本高、能耗高。减少无线机房数量,降低成本。第四块是TD-LTE快速建 设,1年30万站。

  简单来说其实C-RAN不是简单的技术,四个概念,第一 是集中化,第二是协作化,第三是云计算化,第四是绿色节能的网络。我想基于C-RAN的概念,跟大家探讨一下未来网络的基础结构。网络容量需求驱动小微站 密集部署和高抗干扰能力的BBU池的出现。第一种是可扩展频谱,容量的需求从另一方面来说,是更加密集的站址需求,带来一些干扰问题更加严重一点。这种情 况下,抗干扰能力变成一个指标的唯一要求。我们提出了基于可靠光网络数CPRI数据。右边的图我们画了未来网络结构,基带池的部署位置,还有WDM多波接 入点。以这个连接线,下面会形成双层网络,两个网络协同工作。这个主要是依靠我们的其他的技术。这是我们对未来网络一个理解。

  除了刚才提到的之外,我们理解集中式基带池,提供了可靠的内部数据交换能力,为新技术演进提供了可靠的保证。未来我们的网络是部署很多新技术,这个概念是未来网络基础,这是对平台的理解。

   后面我想讲一下我们去年年底到今年年初我们所做的一些技术实验以及部署的情况。先说一下,其实到了4G网络之后,我们的光纤容量是大幅上升。我们用压缩 技术把10G变成5G,基于此我们从去年年底到今年年终都在的探讨这个技术。其实WDM传输能力也在大幅度提升。这个福州现网实验是去年年底12月份在福 州做的,当时是6个站,18个TD-LTE载波集中,CPRI2:1压缩,3个波分环,每个波分环带2个WDM设备,消耗1根光纤,-10km。当时结果 可以看到其实与单芯双向场景,可进一步节约5倍光纤资源。其实现在我们进一步研究白光直区与WDM混合集中组网的低成本解决方案。

   青岛黄岛区宏站数量7个,2波分环链接远端RRU。引入WDM设备的室外型设备,类RRU。D品但,20M带宽,2天线RRU。另外我们除了在青岛这种 集中式的部署之外,也做了上行CoMP的无线性能增益显著。像HetNet组网,提升我全网的能力。这个图就是在北京金融街做的实验,我们说的超级小区, 通过我们前后对比实验,宏站整个覆盖区域容量大幅度的提升,提升将近一倍。

   最后一部分就是我想介绍一下我们在网络功能虚拟化方面的进展,这个PPT其实已经比较旧了,这是我们年初的时候所做的一个原型机的验证。第一个原型机是业 界首台商用协议栈虚拟化BBU实现端到端通信。原型机B是基于开源OAI代码,与商用核心网、终端实现通信。我非常骄傲跟大家宣布一下,我们研究院自主研 发的首台通用处理器BBU原型机,是我们研究院自己做的开发的一套系统。红色部分为自主研发底层平台,数据通路优化和各接口驱动开发,FPGA代码和 Linux底层平台驱动优化及改写。CPRI over Ethernet初步试验验证——解决前端传输问题。通过同步以太网交换机连接RRU和基带池软基站,向前端板卡和软基站提供同步信号。前端板卡实现 CPRI与10GE之间的接口转换,512-byte的IO数据封装为1个Ethernet帧。通过PCIe连接软基站与同步和数据网卡,实现软基站的定 位同步信息和IO数据的交互。初步测试表明,可以长期保持稳定,这是我们现在对他验证的结果。

   除此之外,我们考虑虚拟化技术该怎么样跟我们的平台结合,我们做了四个方面优化,第一方面我们优化实时性,包括虚拟机和虚拟机的交换能力。结合了 DPK,实现了客户与速度之间的交换能力,包括客户和数据的传输能力。右边是我们设计的载波基带池系统方案,针对载波迁移过程中,业务终端时间和待处理数 据的迁移,进行了方案的优化和流程重构。我能把我的设备做的功耗更低,能够满足要求。一个多台服务器能够支持更多的载波,支持更多的用户。

   目前在与浙江移动开展全网覆盖业务性能瓶颈测试,并将在年底推出MobileCDN的部署试验。视频加速能力、电信级IP推送能力、无线TCP加速能 力。第一应该是大流量、大数据量放在边缘,第二是超实时响应,我需要短期之内马上给我响应,这两个业务是未来移动互联网主流应用。还有就是支付码验证,在 淘宝上买东西的时候会发验证码,有时候验证码推送时间比较慢,根据统计用户超过一两分钟没有受到验证码,就会放弃操作。我们优先考虑电信级别的APP推 送,我把这个业务快速推送给我们的边缘用户。

  总结我们认为Cloud- RAN的演进预测,软件过程自上而下。首先从我的高层业务虚拟化做起,再次是控制面虚拟化,这部分虚拟化应该做起来比我们的物理层简单的多,我可以开放 API。互联网时代提出更多就是API,如果没有API,上层应用不会知道我底层的能力。我们预测第二部分应该是控制面或者是逻辑处理的部分变成通用处理 平台。最后我们有一个演进目标就是多制式共平台,我们希望未来5G、6G用软件方式去升级。

   总结下半年我们进行调研,同时也会开展集中式和分布式的协作化能力。第三我们还将在下半年完成分析,业务部署的模型。我们会去讨论开佛能力给上传第三方 应用软件,这是在现网试验方面。下半年我们会进行前沿处的研究,我们会研究中间几个关键点,同步能力问题。还有时延问题,会构建基于真正的基带池,并评估 整机的能力。

  基本就是这些,谢谢大家。

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