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5G Fronthaul 용 이더넷

5G는 더 빠른 속도를 약속하고 사람과 사물을 연결하는 혁신적인 새로운 유스 케이스, 서비스 및 응용 프로그램을 지원합니다. 이전의 RAN 기술은 용량, 대기 시간, 동기화, 신뢰성 및 연결 요구 사항이 다른 이러한 광범위한 서비스를 지원할 것으로 기대되지 않았습니다.

5G Fronthaul 용 이더넷

운영자는 전송 계층을 포함하여 다른 네트워크 도메인과는 별도로 5G RAN을 구축하여 이러한 기대치를 충족시킬 수 없습니다. 셀 고밀도화, 더 많은 안테나 (대규모 MIMO) 및 기존 및 새로운 작동 주파수 사용과 같은 RAN 업그레이드 외에도 사업자는 다양한 애플리케이션 및 해당 네트워크 요구 사항을 해결하는 더 많은 광섬유 및 새로운 패킷 전송 기술이 필요합니다. 가능하다면 5G 계획은 기존 패킷 네트워크를 활용하여 비용을 절감하고 배포 속도를 높여야합니다.

5G는 독립적으로 작동하거나 기존 4G 네트워크를 대체하기위한 것이 아닙니다. 오히려 5G 무전기는 기존 자원을 보완하도록 설계되었습니다. 이것은 5G 무전기가 4G 패킷 코어 네트워크에 연결하고 커버리지를 위해 4G LTE를 사용하고 용량 충전을 위해 5G를 사용하는 초기 배치에서 NSA (Non-Standalone) 구성의 증거로 입증됩니다. 각 RAN 세대마다 오버레이 네트워크를 갖는 것은이 구성에서 바람직하지 않습니다. 4G 및 5G 전송을 수렴하는 전송 네트워크는 비용 효과적이며 작동이 더 간단합니다.

클라우드 RAN 아키텍처 채택

5G의 등장으로 더 많은 운영자가 유연한 Cloud RAN (C-RAN) 아키텍처로 전환하는 데 관심을 보이고 있습니다. C-RAN을 사용하면 운영자는 수백 킬로미터 떨어진 중앙 집중식 허브 또는 그 사이의 어느 곳에서나 셀 사이트의 기반에서 스토리지를 찾고 리소스를 계산함으로써 다양한 애플리케이션 요구 사항을 해결할 수 있습니다. 예를 들어 운영자는 서빙 셀 사이트에 더 가깝게 위치한 MEC (Multi-access Edge Computing) 데이터 센터를 사용하여 대기 시간에 민감한 응용 프로그램을 지원할 수 있습니다.

RAN 기능의 유연한 배치
그림 1 : RAN 기능의 유연한 배치

이러한 유연성은 무선 장치 (RU), 분산 장치 (DU) 및 중앙 집중식 장치 (CU)를 포함하여 여러 요소간에 기저 대역 처리를 나누는 5G 기능 분리를 통해 가능합니다. 이러한 분할은 두 개의 운송 세그먼트를 생성합니다 : FRUTHAUL, RU와 DU 사이, DU와 CU 간의 중간 쯤.

5G Fronthaul을위한 eCPRI 프로토콜 개발

4G LTE에서 fronthaul 네트워크는 CPRI 및 OBSAI와 같은 반 독점 프로토콜에 의존합니다. 그러나 이러한 프로토콜은 훨씬 더 큰 스펙트럼 대역 (수백 MHz) 및 거대한 MIMO를 사용하기 때문에 5G의 비용을 효과적으로 확장하지 못합니다. CPRI 협력 그룹은 10G CPRI보다 4x에 대한 대역폭을보다 효과적으로 조정하여 전송 자원을 적게 요구하는 향상된 CPRI (eCPRI) 프로토콜을 만들었습니다.

eCPRI는 이미 존재하는 유비쿼터스 이더넷 네트워크를 활용하기 위해 이더넷 내에서 프레임화할 수있는 패킷 화 된 인터페이스입니다. 그러나 약 100 μsec의 단방향 대기 시간 요구 사항이있는 fronthaul 트래픽의 시간에 민감한 특성으로 인해 결정 성 있고 시간 제약이 없도록 최선의 노력을 강화하려면 새로운 기술이 필요합니다.

Fronthaul의 시간에 민감한 네트워킹

IEEE의 Time-Sensitive Networking (TSN) Task Group은 TSN for fronthaul (IEEE 802.1CM)을 다루는 새로운 표준을 발표했습니다. 이 표준은 유비쿼터스 및 유연한 이더넷 브릿지 네트워크 내에서 fronthaul 스트림에 대한 결정 성있는 연결을 가능하게합니다. 이러한 TSN 이더넷 네트워크는 트래픽 스케줄링, 타이밍 동기화 및 시스템 신뢰성을 제어함으로써 4G CPRI 및 5G eCPRI 스트림의 결정 론적 전송을 제공합니다.

이더넷 네트워크는 공유 매체이므로 우선 순위가 낮은 패킷보다 우선 순위가 높은 패킷의 우선 순위를 지정하는 것이 중요합니다. TSN Task Group은 fronthaul 패킷이 다른 패킷을 선점 (IEEE 802.1Qbu-frame 선점)하고 패킷 대기열에서 지연을 억제 할 수 있도록하는 표준을 사용하여 이러한 필요성을 해결했습니다.

모든 모바일 트래픽의 통합 전송을 통해 값 비싼 오버레이 네트워크 피하기
그림 2 : 모든 모바일 트래픽의 통합 전송을 통해 값 비싼 오버레이 네트워크 피하기

TSN 이더넷 네트워크는 셀 사이트의 RU와 MEC 사이트의 DU간에 fronthaul 연결을 제공합니다. 4G와 5G가 공존하므로 MEC는 4G / 5G C-RAN 허브 역할을합니다. 그러나 4G 무전기는 CPRI 프로토콜을 사용하기 때문에 TSN 이더넷 네트워크를 통해 전송되기 전에 기본 디지털화 된 라디오, 제어 및 관리 데이터를 이더넷에 캡슐화해야합니다. 새로운 TSN 패킷 스위치는 표준화 된 방식 (IEEE 1914.3 RoE)으로이 캡슐화 / 캡슐 해제 기능을 수행하고 전송 용량을 최대화하기 위해 5G eCPRI와 결합합니다.

이러한 표준 기반 접근 방식을 사용하여 이더넷을 향상시킴으로써 통신 사업자는 엄격한 전제 조건을 해결할 수있는 결정적인 네트워크를 확보하게됩니다. 또한 잘 이해 된 기술로 패킷 이더넷 네트워크의 유연성, 트래픽 효율성 및 개방성을 얻을 수 있습니다.

원래에 의해 게시 헥터 Menendez 노키아 블로그

이 기사는에서있다 승인 후 출판 됨. 그것은 나타내지 않는다. Gigalight 커뮤니티의 입장. 재현하기 전에 원저자에게 문의하십시오.

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