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运用多信道射频链路聚合(LAG)办法提高微波容量

当今新式微波系统 使用高级分组压缩和高阶调制技术来增加信道容量。然而,从某种意义上来说,获得更大微波链路带宽的唯一方法是增加所使用的射频信道的数量。

进步微波容量至新的水平

当今新式微波体系 运用高档分组紧缩和高阶调制技能来添加信道容量。但是,从某种意义上来说,取得更大微波链路带宽的仅有办法是添加所运用的射频信道的数量。

盛行的办法是经过绑缚2个或更多的微波信道来树立更大容量的虚拟链路,这种办法有多种称号:信道绑定,或射频链路聚合LAG),或多信道。虽然一切的办法都运用多个信道进步微波容量,但完成办法和功率或许不尽相同。 本文中,多信道射频LAG分组微波体系交融了射频LAG概念和专为微波优化的新技能。这些体系供给新的办法绑缚微波信道,供给更大的容量和更牢靠的微波链路。

专为微波规划的多信道射频LAG

多信道体系应具有如下功用:

高阶自适应调制;

分组紧缩;

把传统的TDM事务视为分组流量,和IP流量一同传输;

多信道体系为运营商供给了新的灵敏性来规划微波链路,以及新的办法来进步微波容量和牢靠性;

多信道办法经过绑定基层的2个或更多信道树立一个虚拟链路。绑缚后的容量是每个信道容量之和;

多信道束(multichannel bundle)中的每一条信道可以具有不同的频带、调制等级和容量特点;

在多信道束中自适应调制技能可以跨一切信道被运用。依据网络规划参数,这种办法为进步容量和事务牢靠性供给了空间。

因为现代的分组微波体系把TDM流量分组化了,所以传统流量和IP流量可以作为一个全体来运用多信道虚拟链路。事务所需的容量和射频信道所供给的容量之间的严厉联系不再存在了。举例来说,一个分组化的SDH STM-1/OC-3电路可以遍及在整体容量与需求容量相匹配的多信道束的信道里而被传送。

微波链路维护能从传统的N+1冗余信道办法转变为更高效的多信道N+0办法。N+0办法运用整条虚拟链路的容量来添加牢靠性。

比较之下,规范的LAG技能在运用到微波环境时有许多约束:

在虚拟链路中,流和特别信道之间存在着严厉的联系。这是因为规范的LAG hashing算法运用IP或Ethernet首字段来接连地映射一个流或信道。假如这些字段的值相差不大,虚拟链路里的一些信道会变得拥塞,但其它信道仍只被轻度运用。当数据包被封装进IPsec里时,低运用率会是一个特别的应战。在这些状况下,用于hashing算法的字段短少满意的改动,不能使负载在信道束里完成优化散布。结果是信道束里的一些信道一直被选中,而其它信道未被充分运用。

虚拟链路里的每个信道有必要支撑相同的容量。在微波网络里,遭到每个信道都选用自适应调制的影响,很少能呈现这种状况。

这些约束意味着信道容量有必要等于或大于最大的流带宽。这限制了链路标准,因为射频容量与IP事务流的容量之间是典型的一一对应联系。结果是在一些网络环境里,比方说LTE回传网络里,信道束未被充分运用。

多信道射频LAG办法消除了这些问题,因为:它根据算法使流量负载均匀散布,甚至在信道犯错的状况下,该算法也不会导致信道运用率低下或影响事务不要求信道束中的每个信道都具有能满意最大事务要求的容量

多信道射频LAG引擎

在多信道体系中多信道引擎是要害的一部分。它把数据包优化分配在信道束里,并且保证每个流中的数据包坚持正确的序列。每个流的分配状况取决于其时的 信道容量水平。不管怎样,每个信道的特点和带宽容量或许都不相同,例如,一个双信道束或许是由一条14MHz和一条28MHz的信道绑缚而成。

图1. 多信道引擎将数据包优化分配

在图1中,信道数量N为4。吞吐量能到达3至5Gb/s,详细取决于分组紧缩功率,调制办法和链路标准要素。N为8至10的多信道链路可以被用来把容量进步到10Gb/s的规模。

多信道引擎能感知流量的QoS要求,以保证服务等级协议(SLA)有用。当多信道链路的容量改动时,多信道引擎运用整条虚拟链路的实时状况信息来调整整个信道束中的流量分配,改进频谱功率。

冗余容量,无需冗余维护

与传统进步微波链路容量的N+1技能不同,多信道体系不要求有冗余的维护信道来维护链路容量。相反,多信道体系运用信道束中活泼信道的冗余容量的概念。

当自适应调制被运用时,信道无须处在简略的“开”或“闭”状况,而可以是部分作业状况,虽然此刻的容量下降了。很少状况下,多信道束中的可用容量小于需求容量,此刻许诺的高优先级流量被保证传输,而最大极限流量则被放弃。

从网络规划的态度来看,完成传送许诺流量的或许性是十分高的,因为某条信道的劣化可以被信道束中其它信道里可用的额定容量所补偿。

在扩展和维护微波链路时,传统的N+1链路维护机制不支撑冗余容量概念。假如信道容量下降了,一切的流量被转移到专用的维护信道,浪费了劣化信道中的剩下容量。

添加微波容量和牢靠性

有两种办法可以运用多信道带来的优点:

添加牢靠性,但坚持与传统微波体系相同的容量

添加容量,但坚持与传统微波体系相同的牢靠性

图2显现了当方针为进步牢靠性的一起坚持原有容量水平常的或许状况。它对比了传统的3+1体系和新的4+0多信道体系的牢靠性。

图2. 多信道体系可以在坚持容量不变的状况下添加牢靠性

图中曲线代表了多信道体系的体现,它与一切信道容量和牢靠性相关。它不像传统的N+1体系那样选用预先界说的单点来表明。与N+1体系比较,多信道体系的牢靠性从10-5进步到3×10-7,相当于99.9999%的牢靠性。

假如方针是坚持相同的牢靠性,在运用相同信道数量的状况下,相较于3+1体系,多信道体系可以添加25%的容量。这些额定的容量或许导致链路的从头规划以减小天线尺度,这也能进一步使网络的整体本钱(TCO)最小化。运用电路仿真把传统的TDM运用进行分组化是多信道体系能带来的另一些优点。

多信道体系带来更好的规划

在多信道体系中,网络中恣意两点间所需的容量变成了规划所需考虑的主要要素,这样可以更好地进行网络规划。图3比较了传统3+1链路规划和递进的多信道规划中,许诺容量(CC)和最大极限容量(BEC)的差异:许诺的容量有必要被供给,例如要承载电路仿真流量或具有优先权的数据流量最大极限流量可以被中止,例如当气候恶劣的时分为坚持通讯,自适应调制等级被下降。

图3. 从N+1体系规划变为多信道体系规划,改进了频谱的运用

传统的链路规划

传统的3+1链路规划仅可以为许诺容量供给空间。举个典型的比如,3+1体系运用4个选用固定128QAM调制的28MHz射频信道(3个活泼信道和1个维护信道)来承载3个STM-1/OC-3电路,而没有空间留给偶发的最大极限流量。

过程A:多信道4+0链路规划

在过程A里,现有的3+1装备被升级到多信道4+0装备。假如调制等级不受恶劣气候影响的话,运用第4个信道后可以添加25%的微波链路带宽。

过程B:添加自适应调制

过程B是运用自适应1024QAM调制的4+0多信道规划方案。更高的调制速率可以添加30%的微波信道和链路容量。因为4个信道上都选用了自适应调制办法,所以许诺容量和最大极限容量都添加了。

过程C:添加灵敏的频谱运用

比较过程B,过程C对频谱运用愈加灵敏。不运用4个28MHz信道,以下信道带宽运用:

1个56MHz信道

1个28MHz信道

2个14MHz信道

这种布置办法显现出多信道体系可以充分运用可用的频谱和潜在地下降信道本钱。

有些状况下当N+1体系变为N+0多信道体系时,也可以削减所需的信道数量。在N+0规划中,因为冗余的容量被更好的运用,所以不再需要和N+1设 计相关的冗余信道。也可以调整多信道的装备参数来改进链路预算,随之也能改进网络的牢靠性。跟着多信道分组微波体系的引进,已装置的N+1体系将逐渐退出。

多信道微波技能引领前行

多信道办法使分组微波体系可以满意现代IP网络中对微波容量和牢靠性的要求。与传统的N+1和N:1机制比较,多信道体系供给了一种愈加灵敏、高效和牢靠的办法来扩展微波的容量。

运用了多信道技能后,微波链路规划者可以聚集到实践的容量需求上,削减对频段是否可用和信道距离的重视。这给了链路规划者更多的灵敏性,最重要的是它协助运营商更好地运用稀缺的频谱和削减网络运营开销。

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