前 言
近年來,移動視頻和高帶寬數據業務的呈現爆炸式增長,而運營商的網絡投資增長與營收增長形成越來越大的剪刀差 。通過簡單增加基站數量來提升系統容量的傳統無線接入網絡架構已難以滿足日益增長的市場需求。
為了能避免剪刀差日益擴大,運營商和設備廠商需要考慮如何降低網絡投資的增速,目前網絡虛擬化NFV備受關注,不僅僅是固網和IP網絡,移動網絡也開始轉向虛擬化,RAN部分實施云化來提升網絡利用率。
阿爾卡特朗訊與全球最大的移動運營商中國移動緊密合作,在業界率先推出基于通用處理平臺的下一代綠色無線接入網絡架構VRAN(VirtualRAN)。
什么是virtualRAN
VRAN是一種新型低成本、可快速部署的下一代綠色無線網絡架構。與傳統的基于DSP/FPGA技術的基帶處理平臺不同,VRAN采用基于COTS的IT網絡軟、硬件設備,可有效降低系統TCO,縮短TTM時間,并為第三方應用提供一個通用的開放的平臺。
VRAN系統主要由集中基帶處理池(即BBU池)、高速光傳輸網絡和遠端RRU單元等3大部分組成,其中的BBU池是整個系統的核心。BBU池內平臺間通過高速交換網絡進行互聯,根據實際網絡部署需要,可靈活實現1~1000個LTE 載扇的系統容量。
通過云計算、軟件無線電SDR和應用程序虛擬化等技術的應用,VirtualRAN平臺可支持TD-LTE,LTE FDD及GSM等多種無線制式,實現處理資源的動態靈活配置,并可為第三方邊緣應用提供了一個融合的通用容器,可實現與移動互聯網應用的無縫融合。
virtualRAN系統提供基于開放的公共云管理接口,可實現與任意第三方”云”管理平臺的連接,可幫助運營商實現RAN系統到E2E NFV的平滑演進。
VRAN給客戶帶來的價值
VRAN系統以其充分的開放性,徹底改變了移動運營商基于傳統封閉平臺網絡運營模式和系統演進途徑,幫助運營商有效應對來自移動互聯網的競爭。
VRAN基于COTS的通用開放平臺,可充分利用IT技術的快速發展成果,降低系統成本,加快技術更新步伐,促進眾包開發模式發展,提高移動運營商對客戶需求的反應速度。
VRAN基于COTS的通用處理平臺,可方便引入軟件無線電和應用虛擬化技術,充分實現硬件處理資源的共享,實現多種無線網絡制式之間的融合,有效提高網絡可靠性,優化網絡資源,節約網絡部署的CAPEX投資和后期的運營維護費用OPEX。
VRAN基于COTS的通用處理平臺,為各種邊緣應用與無線接入網絡提供統一的處理平臺,利用平臺提供的無線開放接口,可實現性能更優、處理更為快速、終端用戶體驗更好的移動互聯網應用。
VRAN對外提供多種開放接口,支持VRAN系統以“私有云”或“公共云”等方式接入到第三方“云”管理網絡(Orchestration)中,實現與“云”管理平臺的充分融合。
我們的VRAN解決方案,可實現:基站拉遠“零”足跡、網絡部署“零”干擾、設備利用“零”浪費、維護擴容 “零”影響、邊緣應用“零”距離。
VRAN解決方案,不是傳統的無線接入網絡的漸進演進,而是面向未來的全新的下一代綠色網絡結構,VRAN可幫助提升的不僅僅是客戶運營網絡,而是一種全新的運營模式。
前傳解決方案
隨著4G LTE網絡建設的深入進行,分布式基站建設規模日益擴大,為了增強覆蓋能力的微基站的部署數量也越來越多。伴隨著基帶單元BBU的集中化部署,射頻拉遠單元RRU與BBU之間的CPRI接口連接成為突出的矛盾。
根據目前的CPRI接口規范,CPRI接口的最高速率可達近10Gb/s,那么通常RRU和BBU就采用光纖直驅的前傳方案進行連接。但是通常一個BBU會與至少三個RRU間進行連接,而每一個BBU與RRU間的光纜資源是非常有限的,光纖直驅的前傳方案將會快速消耗現有的光纖資源,而且利用率低,很難規劃和組網,同時這也將帶來巨大的建設成本。
作為LTE端到端全業務解決方案提供商,上海貝爾采用波分技術,有效地解決了C-RAN架構中BBU-RRU間光纖拉遠傳輸光纜資源缺乏的現實問題。根據應用場景的不同主要有兩類解決方案:
1.無源WDM前傳方案
該方案需要在多個RRH與BBU池之間部署無源波分設備,這些波分設備之間只需要一對光纖即可,同時需要RRH和BBU的CPRI接口提供彩光SFP,接入到波分設備的MUX/DEMUX。該方案具備以下優點:無時延和抖動引入;簡單,實現大帶寬,節省光纖資源;組網靈活,可線性、環網等;部署運維簡單;對環境要求低。上海貝爾在該方案中提供1830 VWM作為無源波分設備,該設備具有體積小、容量大的特性,支持CWDM 8 波 MUX/DeMUX,及多種網絡拓撲。
韓國SKT在C-RAN網絡中大量采用了1830 VWM做為前傳解決方案。該方案所提供的高速、低時延的CPRI接口承載,在C-RAN架構中實現了無線網絡中多點緊密協同,帶來更高的LTE網絡利用效率和用戶體驗。該方案不但充分利用了現有的光纖資源,降低了網絡部署成本,同時也由于對環境要求低,部署簡單,大大加快了網絡的建設速度,從而降低了用戶的總擁有成本。
2.IP 7705SAR前傳方案
采用WDM/OTN承載,雖然增加了傳輸設備成本,但對可很大程度上降低對光纖的需求,適合C-RAN大規模匯聚。我們還建議采用7705 IPRAN設備進行傳輸承載。7705 SAR系列包括多個產品,從固定配置到模塊化,從小容量基站側設備到匯聚層設備。其中7705 SAR-8為端口密度較高的接入路由器,可應用于基站及大客戶接入等。同時,支持多種時鐘同步技術:包括同步以太網(Sync-E), ACR,以及IEEE 1588 v2等。7705 SAR配置OADM模塊后,可支持BBU到RRU以WDM方式傳輸,RRU和BBU均采用常規光模塊,前傳鏈路需要OTU和OADM設備。對于光纖資源緊張或者傳輸距離長的情況,這種前傳方案非常合適,支持多種拓撲結構,包括:環形、鏈形、環帶鏈等。同時支持多種無線制式。每個波分系統獨占一對纖芯 。
實踐案例分享
在2014年巴塞羅那MWC世界無線電大會期間,中國移動聯手阿爾卡特朗訊展示了NFV領域的研發進展。在多廠商環境下,采用阿爾卡特朗訊基于概念驗證的LTE RAN虛擬化BBU和虛擬分組核心演進vEPC解決方案,其中阿爾卡特朗訊是C-RAN唯一的設備提供商。兩家公司成功展示了開放性移動云網絡在增強網絡敏捷性、效率性和規模方面的效用。
在MWC期間,阿爾卡特朗訊還展示了vEPC、vIMS、C-RAN產品。其中, vEPC產品利用軟件作為基礎,該產品的效能已經在世界最大移動網絡運營商的網絡上得到驗證,包括全球最大的兩個LTE網絡。在大規模網絡中的商用使得我們積累了許多寶貴的經驗,這也成為我們在虛擬化領域繼續保持領先的堅實后盾,現在正在與5家客戶開展vEPC的相關研究與試/商用。
2014年6月中旬的亞洲移動通信展上,上海貝爾還將與中國移動緊密合作,聯合展示C-RAN解決方案。我們將提供基于通用處理平臺的C-RAN無線架構,并通過商用終端,完成在線高清視頻播放,實時視頻監控等應用。這將幫助運營商提升用戶體驗,實現一種全新的運營模式。
上海貝爾在移動云化領域持續創新,幫助運營商不斷推進移動網絡虛擬化進程,在全球NFV領域所積累的經驗也將為中國運營商提供積極的借鑒。我們將助力運營商,向著健康、可持續的網絡建設模式轉型。