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技術(shù)
2015/10/21 14:11

全分組長距微波的優(yōu)勢

阿爾卡特朗訊電子雜志《技術(shù)前沿》  無線傳輸產(chǎn)品戰(zhàn)略經(jīng)理 Paolo Volpato

摘要

微波可以縮減交付時(shí)間,改善成本,增強(qiáng)靈活性

全分組系統(tǒng)可以將業(yè)內(nèi)一流的分組和射頻機(jī)制結(jié)合起來

多信道機(jī)制在一個(gè)單一的邏輯管道中可以為所有業(yè)務(wù)提供帶寬

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全分組長距微波架構(gòu)具有商業(yè)意義,不但可以降低成本,還能改善性能。所涉及的市場包括:

移動(dòng)回傳- 移動(dòng)回傳正在向分組過渡。通常部署長距系統(tǒng)的傳輸和匯聚網(wǎng)絡(luò)也正在向分組過渡,這是滿足現(xiàn)在LTE和未來LTE-A帶寬需求的唯一選擇。

固網(wǎng)匯聚- 運(yùn)營商需要滿足家庭業(yè)務(wù)日益快速增長的帶寬需求。這需要解決新的高速接入技術(shù)(如矢量化)所帶來的瓶頸,在很多區(qū)域,長距微波連接已被用于替代光纖。

高效的過渡- 分組技術(shù)能夠以比混合技術(shù)更低地成本、無縫地從現(xiàn)有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)向未來全分組網(wǎng)絡(luò)過渡。他們能夠讓TDM流量通過更高效的面向分組的解決方案來傳輸,如采用業(yè)務(wù)仿真。

相對于光纖的優(yōu)勢- 與光纖相比,微波可以提供:

更短的商用時(shí)間。有時(shí)浩大的土木工程或施工許可會阻礙新建光纖項(xiàng)目的進(jìn)度。

更低的成本。不管鏈路的距離,部署微波的成本更加趨于平穩(wěn),而且受到經(jīng)常發(fā)生的與容量相關(guān)的費(fèi)用的影響更少。

更大的靈活性。通過簡單的頻譜重新分配就能很好的適應(yīng)流量的變化。

什么是全分組長距微波系統(tǒng)?

全分組長距微波系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)包括:

業(yè)務(wù)融合- 在所有的分組微波平臺上,以太網(wǎng)技術(shù)被作為唯一的傳輸技術(shù)來承載所有的業(yè)務(wù)。傳統(tǒng)業(yè)務(wù)被翻譯并適配到以太網(wǎng)分組中( 例如,通過業(yè)務(wù)仿真), 同時(shí)這類業(yè)務(wù)所指定的SLAs也能得到執(zhí)行。

容量擴(kuò)展- 全分組長距微波系統(tǒng)將多種一流的以太網(wǎng)機(jī)制(如分組壓縮和多通道傳輸)與一流的射頻機(jī)制(如高階調(diào)制,高系統(tǒng)增益和強(qiáng)大的調(diào)制解調(diào)簽名)結(jié)合起來。特別是多通道操作將帶來一種新的操作模式,可以擴(kuò)展容量和提升可用性。

操作效率- 基于多通道的模式簡化了容量配置,改變了原來的鏈路設(shè)計(jì)方式。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,需要對空口上所承載的T1/E1或OC3/STM-1電路的數(shù)量進(jìn)行考慮。多通道方式作為一種新的設(shè)計(jì)模式可以基于以Mbps所表達(dá)的吞吐量請求。這種方式所帶來的簡化系統(tǒng)架構(gòu)降低了總擁有成本。

多通道方式的優(yōu)勢

多通道方式允許系統(tǒng)將捆綁后的射頻鏈路當(dāng)成一條大的管道,其容量是所有單條鏈路容量的總和。總的容量可以靈活地被分配給基于特定SLA的任何業(yè)務(wù)或運(yùn)營商所定義的規(guī)則。

多通道功能架構(gòu)

圖1. 多通道功能架構(gòu)

有幾個(gè)要素可以描述多通道技術(shù)架構(gòu):

任意數(shù)量的鏈路都可以進(jìn)行捆綁。通常部署時(shí)包括捆綁4條通道,而更復(fù)雜的配置可以達(dá)到8~10條鏈路。

不需要備用通道,如N+0模式中的0就意味著沒有分配預(yù)留的保護(hù)通道。這讓運(yùn)營商可以從傳統(tǒng)的N+1模式中脫離出來,在原來的模式中,需要預(yù)留一條靜態(tài)的通道用于保護(hù),這增加了總擁有成本且降低了靈活性。

對頻帶、通道帶寬或所使用射頻機(jī)制無限制。在多通道機(jī)制中,這些元素的任意組合都是被允許的。例如一個(gè)4+0的配置可以在一個(gè)頻帶上采用2條14MHZ的通道,在另一個(gè)頻帶上2條28MHz的通道。

多通道引擎了解其自身的狀態(tài);跇I(yè)務(wù)的優(yōu)先級或SLA,當(dāng)其進(jìn)入這個(gè)引擎時(shí)將會獲得適當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>

業(yè)務(wù)分布在捆綁的多條鏈路中傳輸,并在接收側(cè)重新組合在一起,這不會帶來性能的下降和延時(shí)。

業(yè)務(wù)分布在捆綁的多條鏈路中進(jìn)行傳輸是提升業(yè)務(wù)總體可用性的關(guān)鍵。

在N+0多通道應(yīng)用中,一個(gè)業(yè)務(wù)(如STM-1)從不與任何一條特定的鏈路相關(guān)聯(lián),它只是簡單地在這個(gè)綁定中展開。在傳統(tǒng)的N+1應(yīng)用中,如果一條承載著STM-1業(yè)務(wù)的鏈路發(fā)生故障(如調(diào)制降階),那么業(yè)務(wù)就會丟失。

在N+0的應(yīng)用中,如果其中一條鏈路出現(xiàn)問題并需要降低原來的容量, 那么所承載的業(yè)務(wù)會實(shí)時(shí)地在剩余的鏈路中重新分配。這時(shí)綁定的鏈路總?cè)萘繉䴗p少,但是高優(yōu)先級的業(yè)務(wù)將不會受到影響,只有“盡力而為”的流量會被拋棄。

歐洲運(yùn)營商使用案例

一家融合的固網(wǎng)/移動(dòng)網(wǎng)歐洲運(yùn)營商希望將地中海上現(xiàn)有的2+1模式鏈路升級到多通道系統(tǒng)來對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容。由于這條65km的鏈路在海上,因此存在多徑衰減的影響。這個(gè)運(yùn)營商的需求包括:

消除空閑的SDH VC-12容器來在空口上釋放更多的容量(利用通道化STM-1接口)

盡量采用高達(dá)1024QAM的自適應(yīng)調(diào)制方式

采用4+0多通道捆綁

升級后的系統(tǒng)性能改善如圖2所示。

Alcatel-Lucent performance of the 4+0 multichannel bundle – Measured versus expected TX modulation scheme probability

  圖2. 4+0多通道捆綁機(jī)制的性能

圖中顯示了4條通道中的2條(因?yàn)槊織l通道都代表往/返方向)。Y軸表示任何通道能達(dá)到的最高調(diào)制方式的可能性 – 如最大容量。

在最高調(diào)制方式中,每一條立柱取得了非常接近1x100的可能性。換句話說,每條通道幾乎可以在所有時(shí)間內(nèi)均能在1024QAM模式下進(jìn)行工作 -- 對于一條在海上帶有很強(qiáng)的多徑效應(yīng)的長距鏈路來說,這是一個(gè)有意義的結(jié)果。

在非常短時(shí)間內(nèi),4條通道同時(shí)降低調(diào)制階數(shù),這種情況發(fā)生的可能性非常小。在某些情況下,通道質(zhì)量會很好,并從來也不會低于某種調(diào)制方式的質(zhì)量之下。例如,圖中黃色和紅色的立柱分別不會低于256QAM和64QAM時(shí)的質(zhì)量。

整個(gè)系統(tǒng)的性能與Alcatel-Lucent在部署前所做的預(yù)測分析相一致,如圖3所示。

Alcatel-Lucent Prediction of the system’s behavior – SDH N+! vs LAG M+0

  圖3. 系統(tǒng)行為的預(yù)測

對于傳統(tǒng)的N+1應(yīng)用模式與N+0應(yīng)用模式的配置,這個(gè)分析與容量和可用性相關(guān)。X軸的容量單位為Mbps,Y軸的可用性指標(biāo)則用取得相應(yīng)容量的可能性來衡量。

這個(gè)分析顯示,從傳統(tǒng)的N+1模式到多通道 N+0模式,隨著捆綁的通道數(shù)的增加,系統(tǒng)的性能得到改善。

黃色的星形代表傳統(tǒng)N+1系統(tǒng)的工作條件,由于其容量和可用性已確定,因此其對應(yīng)的狀態(tài)也是固定的。例如,以前安裝的2+1模式的系統(tǒng)的可用性值在1x10-5左右,整體吞吐量在300Mbps左右。將該系統(tǒng)升級為3+1或甚至4+1模式的系統(tǒng)后的性能結(jié)果如圖中黃色的虛線所示。

多通道系統(tǒng)的行為依靠一組連續(xù)的可能狀態(tài),由所有可能的工作條件的組合構(gòu)成。這樣的話,多通道系統(tǒng)的行為由整條曲線來表示。圖中綠色的曲線,對應(yīng)著一個(gè)2+0模式的多通道系統(tǒng),相對于傳統(tǒng)的2+1模式,該系統(tǒng)可以輕松地?cái)U(kuò)展到更高的容量或達(dá)到更高的可用性指標(biāo)。3+0和4+0模式的多通道系統(tǒng)分別由橙色和藍(lán)色曲線所代表。

4+0模式的多通道系統(tǒng)與傳統(tǒng)的4+1模式系統(tǒng)有明顯的差別。在同樣的可用性水平上,前者可以獲得更高的容量,達(dá)700Mbps。這比傳統(tǒng)的4+1模式的容量高出了100Mbps左右。在600Mbps(名義容量),前者能獲得更高的可用性,在3x10-4到1x10-5左右。

阿爾卡特朗訊的解決方案

阿爾卡特朗訊在一年之前就發(fā)布了9500 MPR(Microwave Packet Radio)長距系統(tǒng)。從那以后,該系統(tǒng)滿足了市場的各種期待:

最具擴(kuò)展性的長距系統(tǒng)

實(shí)際中已驗(yàn)證的由多通道引擎所帶來的高達(dá)10Gbps的吞吐量 – 在市場上無人匹敵

強(qiáng)大的抗衰落效應(yīng)的射頻能力

能在部署前進(jìn)行準(zhǔn)確地系統(tǒng)行為預(yù)測

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寫得不太好

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