Внутреннее транспортное соединение

Этот интерфейс (или набор интерфейсов) используется для транспортирования пользовательских данных и контрольной и управляющей информации между модулями базовой станции.  Хотя передача информации должна быть реализована между любым модулем из системы, чаще всего они внедряются между приемопередатчиками физического уровня, L2 процессора более высокого уровня, L3 контрольного процессора и транспортных модулей. Предполагаемая конфигурация базовой станции LTE, типовые типы данных и характеристик приведены в таблице 2.

Важно отметить, что информация в таблице 2 предназначена в качестве руководства к требованиям к внутреннему интерфейсу. На практике, актуальные типы данных и характеристики зависят от детального распределения функционала и в любой конкретной базовой станции они могут отличаться от перечисленных ниже.

Таблица 2

Тип данных

Передаваемые данные Скорость передачи (Мб/с) Задержка
TrCH Packets

(U-Plane & C-Plane)

MAC/PHY

PHY/MAC

~350 Mb/s

per 20 MHz LTE cell

Fast path,

low latency

U-plane PDUs Backhaul/L2

L2/backhaul

~350 Mb/s

per 20 MHz LTE cell

Fast path,

low latency

C-plane L2

CTRL data

L2/L3

L3/L2

~50 Mb/s

per 20 MHz LTE cell

Slow path

(latency less critical)

C-plane L3

CTRL data

RRM/L3

L3/RRM

~25 Mb/s

per 20 MHz LTE cell

Slow path

(latency less critical)

C-plane RRM

CTRL data

Backhaul/RRM

RRM/backhaul

~25 Mb/s

per 20 MHz LTE cell

Slow path

(latency less critical)

Backhaul

management data

CTRL/backhaul

backhaul/CTRL

~10 Mb/s

per 20 MHz LTE cell

Management

signaling

(latency not critical)

L3

management data

CTRL/L3

L3/CTRL

~10 Mb/s

per 20 MHz LTE cell

Management

signaling

(latency not critical)

L2

management data

CTRL/L2

L2/CTRL

~10 Mb/s

per 20 MHz LTE cell

Management

signaling

(latency not critical)

PHY

management data

CTRL/L2

L2/CTRL

~100 Mb/s

per 20 MHz LTE cell

Fast path,

low latency

Synchronization

signaling

SYNC/other units

other units/SYNC

~10 Mb/s

per 20 MHz LTE cell

Sync signaling

(latency less critical)

General OA&M

signaling

CTRL/other units

other units/CTRL

~10 Mb/s

per 20 MHz LTE cell

Management

signaling

(latency not critical)

Как показано в таблице 2, требования к внутреннего транспорта для данных внутри базовой станции варьируются в диапазоне от критических высокоскоростных передач, связанных с пользовательскими данными, до менее критичных передач, связанных с OA&M сигнализацией. По этой причине, архитектуры адаптированные для транспортных сетей внутри базовой станции могут значительно отличаться.

Широкое применение в беспроводных базовых станциях нашли следующие протоколы:

  • Gigabit Ethernet часто используются для низкоскоростной передачи сигнальных данных с низким требованиям к задержки. Многие критические компоненты системы поддерживают этот интерфейс и такие компоненты, как Gigabit Ethernet коммутаторы и приемопередатчики физического уровня широко доступны за низкую стоимость. Кроме того, он поддерживает связь через различные физические среды и скорости передачи данных и, таким образом, он хорошо подходит для межмодульной связи.
  • 10 Gigabit Ethernet c поддержкой или без поддержки физического уровня KR для передачи через медные проводники на соединительной печатной плате (backplane) все чаще используется для критических высокоскоростных коммуникаций с низкой задержкой.  Эта технология хорошо подходит  для этих функций, т.к. поддерживаемая скорость передачи данных соответствует требованиям типичной базовой станции к пропускной способности и задержкам, и его широкое использование к телекоммуникационных системах  означает, что этот стандарт хорошо изучен и широко доступен. Как и другие варианты Ethernet интерфейс 10 Gigabit Ethernet  поддерживает передачу через физическую среду различного типа и разные скорости передачи данных, что подходит к внутренней связи между модулями.
  • Serial Rapid I/O (SRIO) также используется для высокоскоростной связи с низкой задержкой, особенно внутри BBU. Serial Rapid IO это гибкий последовательный интерфейс, который хорошо подходит для этих задач. Он предлагает возможность очень большой пропускной способности (5 Гбит/с и 6,25 Гбит/с на линию с низкой задержкой. Диапазон компонентов, которые поддерживают SRIO, более ограничен по сравнению с Ethernet, но многие компоненты для беспроводной передачи данных используют SRIO как основной высокоскоростной интерфейс. SRIO реже используется в процессорах общего назначения, поэтому их использование часто ограничено в приложениях  BBU.
  • PCI Express (PCIe) когда то использовался для низко- и высокоскоростной связи внутри базовой станции. Интерфейс поддерживает высокую скорость передачи данных (5 Гбит/с и 8 Гбит/с на одну линию)  и низкую задержку. Он не так распространён в беспроводных базовых станциях по сравнению с Ethernet или Serial Rapid IO и обычно используется в процессорах общего назначения.
  • Локальные процессорные шины используются для связи внутри модуля между процессором общего назначения и его периферией. Подобные интерфейсы используются для низкоскоростных и высокоскоростных интерфейсов. Этот тип архитектуры в настоящее время редко используется в новых разработках и вытесняется последовательными интерфейсами или системами на основе Ethernet.
  • Проприетарные интерфейсы могут использоваться для низкоскоростной и высокоскоростной связи внутри базовой станции, когда у разработчика есть возможность контроля на обоих сторонах линка. Это возможно, когда транспортный интерфейс реализован с помощью ПЛИС или ASIC. Проприетарный интерфейс может быть реализован с помощью или параллельного или последовательного линка и разработан специально для применения в конкретном приложении.  Такой подход связи может привести к высокой эффективности, но цена разработки и валидации, как правило, намного выше. По этой причине, проприетарные интерфейсы обычно не используются для новых разработок до тех пор, пока существует какой-либо стандартный интерфейс соответствует требованиям.

Хотя в общем случае в настоящее время используется множество протоколов для обеспечения внутренней связи, общая тенденция — это дальнейшее согласование. Вероятнее всего, что наиболее популярным интерфейсом для использования в большинстве задач будет 10 Gigabit Ethernet независимо от архитектуры базовой станции. Также вероятно, что другие интерфейсы тоже будут использоваться, хотя скорее всего для наиболее специфичных функций.

 

Ссылки

  1. Developing and Integrating a High Performance HET-NET (4G Americas white paper). October 2012.
  2. LTE-Advanced, 3GPP (3GPP white paper, Jeanette Wannstrom). May 2012.
  3. LTE Release 12: Taking Another Step Toward the Network Society (Ericsson white paper).January 2013.
  4. LTE Release 12 and Beyond (Nokia Siemens Network white paper). October 2012.
  5. CPRI Specification V6.0, Common Public Radio Interface (CPRI): Interface Specification.30 August 2013.
  6. Open Base Station Architecture Initiative: BTS System Reference Document, Version 2.0.27 April 2006.
  7. Open Base Station Architecture Initiative: Reference Point 3 Specification, Version 4.2. 18 March 2010.
  8. ETSI Group Specification, Open Radio equipment Interface (ORI): Requirements for Open Radio equipment Interface (ORI) (Release 1), ETSI GS ORI 001, V1.2.1. August 2012.
  9. ETSI Group Specification, Open Radio equipment Interface (ORI): ORI Specification, Part 1: Low Layers (Release 1), ETSI GS ORI 002-1, V1.1.1. October 2011.
  10. IEEE Standard for Information Technology – Telecommunications and Information Exchange between Systems – Local and Metropolitan Area Networks, Specific Requirements Part 3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications, IEEE Std 803.2-2008. 26 December 2008.
  11. ITU-T Series G: Transmission Systems and Media, Digital Systems and Networks, Timing Characteristics of Synchronous Ethernet Equipment Slice Clock (EEC), G.8262/Y.1362. August 2007.
  12. IEEE Standards, IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems, IEEE Std 1588-2002. 8 November 2001.

Источники

  • http://xilinx.eetrend.com/files-eetrend-xilinx/download/201501/8130-15663-wp450-base-stn-connect.pdf

 

Материал предназначен для использования в образовательных целях