מה זה Backhaul Technologies?

טכנולוגיות Backhaul יוצרות את שכבת ההובלה המקשרת את רשת הגישה הרדיו מבוזרת (RAN) לרשת הליבה המרכזית.באדריכלות רשת תלת-ממדית טיפוסית, תחנות בסיס (Node Bs) מטפלות בתקשורת רדיו עם מכשירים ניידים, אך אין להם קישוריות ישירה לשאר הרשת התאית.G אחורית נושאת את כל הנתונים של המטוס (דיבוב, אינטרנט, הודעות) וסימן בקרה בין Node ו- mritretretretretre (R) ל-Firetaul) ל-R) באופן ישיר ל-Cred (R) ב-Cred) ל-Credretal (R) ל-Credtal (R) ל-Creditretal (retal) ב-R) ל-R) באופן קבוע לאחר מכן, כלומר, כלומר, כלומר, דרך רשת אחורית ל-Firetal (retal (retal (R) באופן קבוע, כלומר, דרך רשת אחורית) ל-Credtale Rehaul) ל-Firetal (retaul) ל-Cred) ב-R) ב-Credtaul) ב-Creditretal (retaul

Backhaul יכול להיות מיושם באמצעות מדיה פיזית ופרוטוקולים שונים, כל אחד עם שלה סחר-offs ביכולת, שקיפות, עלות פריסה, והיקף. עבור רשתות 3G, הגב חייב להתמודד עם הקול המכוסה שני מעגלים (טלפון מסורתי) והנתונים מעופפים חפיסות (גישה מקוונת, מולטימדיה) דרישה כפולה זו הובילה את אימוץ של טכנולוגיות אשר יכול לשאת ביעילות שני סוגי תעבורה, לעתים קרובות, באמצעות מצב של תעבורה על ידי העברת IP מגובש) ולאחר מכן.

חשוב להבדיל בין חזרה למקטעים אחרים:0 (fronthaulph:1) מחבר את יחידת הפקודה הבסיסית (BBU) לראש הרדיו המרוחק (RRH) באדריכלות RAN מורכזת, ו-(FLT:2midhaulFLT 3: 3 קיים באדריכלות מפוצלת 5G.

האבולוציה של Backhaul מ 2G ל 3G

מתוך TDM to Packet-Switched Backhaul

ב-2G (GSM) רשתות, backhaul סמך כמעט אך ורק על צירים של זמן (TDM) באמצעות E1 (2.048 Mbps) או T1 (1.544 Mbps) חכירו קווים.כל מעגל קול הוקצו 64 kbps קבוע, אשר היה יעיל עבור מעגלים מכופים אך בזבז מאוד עבור תעבורת נתונים כ-G הציגה מספר מוגבל של שירותי HPA (DMAD), אך ורקד-HMADx).

המעבר לחבילה backhaul החל עם אימוץ של ATM מעל E1/T1, אשר אפשר מעגלים וירטואליים מרובים לשתף את אותו קו פיזי עם QoS שונותiation מאוחר יותר, Ethernet על נחושת או סיבים הפך את התחבורה המועדפת, מתן רוחב פס גבוה יותר ועלויות נמוכות יותר ל bit.אבולוציה זו מתועדת בגופים כגון ה-FLT:0GPPFLT1, אשר צוין Iu-APT (IPS) ו-APTS (IOS (IFcasted) , IPS (IOS) , IRTs (IOS) ו-APTS (IOS (IOS) , IRTs (IRT) , IRTs-APTS (IOS) , IPSD) , , , IRTS (IRTS) , , , , IPS (IOS (IOS) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

ראשי תיבות של Key Milestones in 3G Backhaul

  • (FLT:02002–05ib:FLT:1) הפריסות 3G מוקדם השתמש ב-ATM backhaul over חכירה קווי E1. המפעילים ניהלו הנדסה מורכבת של תנועה כדי לעמוד בדרישות השקיפות והג'יטר.
  • (FLT:0 ,2006–2010:FLT:1 As HSPA (High-Speed Packet Access) הושק, Ethernet גב'אול מעל סיבים או מיקרוגל הופיע, תומך עד 100+ Mbps לאתר התא.
  • (FLT:02011 ואילך:FLT:1) מפעילי רבים שדרגו ל- IP/MPLS בחזרההול והעברו את התנועה ATM לרשתות החבילה, והכין ל- LTE.

האבולוציה הזו נבעה לא רק במהירות, אלא גם על ידי עלויות תפעוליות.עיגולי TDM היו יקרים, ואילו Ethernet וקישורים הסיבים-אופטיים הציעו מחיר טוב יותר למגביט.

סוגים של Backhaul Technologies ב 3G Networks

קישורים מיקרוגל

מיקרוגל אחורית משתמשת תדרי רדיו נקודה לנקודה (בדרך כלל 6-38 GHz) כדי להעביר נתונים בין אנטנה בעל מבנה ומרכזי הדבקה.זה נשאר אחד הפתרונות הנפוצים ביותר עבור 3G בגלל הפריסה המהירה שלה ועלות נמוכה יותר באזורים ללא סיבים.קישורים מודרניים להשיג יכולות של כמה מאות Mbps, מספיק עבור מספר רב של ערכות נושאות ותנועה, עם זאת, הוא צורך קו מתכתי, לעתים קרובות.

כבלים אופטיים

סיבים מציעים את היכולת הגבוהה ביותר, הכדאיות הנמוכה ביותר, ואמינות רבה ביותר עבור סיבי 3G יחיד יכול להעביר מספר מגזרים 3G באמצעות פרוטוקולים Ethernet או SONET / SDH, תמיכה עד 10 Gbps לכל אורך גל. סיבים אידיאליים לאזורים עירוניים צפופים שבו הביקוש נתונים הוא גבוה, שבו מפעילי יכול למנף את טבעות המטרו הקיימות.

קווי קופר (E1/T1, DSL, Bonded Copper)

Copper נשאר נפוץ בפריסות 3G מורשת, במיוחד באזורים שבהם סיבים או מיקרוגל אינם אפשריים.מספר קווי E1 מחוברים (למשל, 8xE1 עבור 16 Mbps) יכול לתמוך באתר 3G עם תעבורה בינונית. . Digital Subscriber Line (DSL) גרסאות כגון SHDSL (Symmetric High-bit-bit DSL), שימשו גם כדי לספק עד 5G אתרי אינטרנט קיימים במהירות, 000 נחושת, אך ורקמות של נתונים לא מספיק גבוה, עם 3.

לווין Backhaul

באזורים מרוחקים או מאתגרים (אזורים הרריים, איים, פלטפורמות offshore), קישורים לווייניים מספקים חזרה לגלם 3G. Geostationary לווייניים מציגים שקיפות גבוהה (כ-600 מ"ר עגול), אשר מקטין את איכות הקול ומונע שימוש יעיל ביישומים רגישים לעיכוב.עם זאת, עבור בקרת נתונים נמוכים וקישוריות חירום, לוויין נשאר פתרון נישה.

פתרונות היברידיים ועתידיים

מפעילים רבים מפעילים תערובת של טכנולוגיות אחוריות.לדוגמה, אתר עשוי להשתמש בסיבים למרכז סמוך ולאחר מכן מיקרוגל למגדלים נוספים.בנוסף, "עצמי-backhaul" באמצעות אותה טכנולוגיית רדיו (למשל, נקודה-to-multipoint) ננקטה עם אך מעולם לא הוצבה באופן נרחב ב 3G.

ראשי התיבות של Key Performance Metrics for 3G Backhaul

תכנון ותפעול של רשת 3G backhaul דורש עמידה מטרות ביצועים ספציפיים כדי להבטיח חוויית המשתמש האיכותית.

  • (FLT:0)Capacity (באמצעותput): LT:1 כל 3G נושאת (WCDMA 5 MHz) בדרך כלל תומך עד 14.4 Mbps downlink (HSDPA) ו 5.76 Mbps uplink (HSUPA) בתנאים אידיאליים. A שלושה-sector עם מספר ספקים עשויים לדרוש 50- 150 מ"גב לאחור כדי למנוע פסגות בשעות השיא.
  • (FLT:0) ,Latency: FLT:1 1-way latency בין Node B ו- RNC צריך להיות מתחת 10-20 מ"מ עבור איכות קול מקובלת (עיכוב מפה לאוזן מתחת 150 מ"מ) גורם שקיפות גבוהה גורם הד, קידוד, ו retransmissions אשר להפחית את הנתונים באמצעותput.
  • (FLT:0)Jitter:EvolutionFLT:1) וריאציות בעיכוב החבילה יש לשלוט, במיוחד עבור קול רגיש של מעגל על IP (VoIP) במהדורות מאוחר יותר 3G. Jitter buffers להגדיל את הסבלנות, כל כך חזק שליטה יש צורך.
  • (FLT:0) אובדן אבה: 1FLT: 1 חבילות IP נושאות קול או אות לא יעלה על 0.1% אובדן כדי להימנע מ טיפות טלפון ועברות נתונים.
  • (FLT:0Synchronization: FLT:1; תחנות בסיס 3G דורשות תדר מדויק וסינכרון זמן (בדרך כלל ±50 ppb עבור WCDMA) כדי למנוע התערבות בין תאים ולהבטיח הצלחה נוספת. טכנולוגיות Backhaul כמו Ethernet סינכרוני (SyncE) ו- IEEE 1588v2 (PTP) משמשים.

מדדים אלה הם תלות הדדית; למשל, עצלות נמוכה דורשת לעתים קרובות סיבים או קצרי גלי מיקרוגל, בעוד יכולת גבוהה דורשת ספקטרום או רוחב פס סיבים.

חשיבותו של Backhaul בביצוע 3G

חזרה יעילה קובעת ישירות את חוויית המשתמש ברשת 3G. בעוד ממשק רדיו (קישור אווירי) מקבל בדרך כלל את תשומת הלב ביותר, גבה מופחתת גרועה יכול להרוס ביצועים חד-צדדיים.הגב חייב להתאים או לעלות על יכולת הרדיו; אחרת, האתר התא הופך "מוגבלים לאחור", כלומר ערוצי הרדיו עשויים להיות underutilized.

איכות הקול ונאמנות

קול מכושף (CSFB) דורש תחבורה עקבית, נמוכה-לארנטית.אם הגב'ול מציג עיכוב או אובדן החבילה, משתמשים ניידים חווים אודיו גס, שיחות ירד, או הד מוגזם. ב 3G, הקול הוא קודם כל על נתונים באמצעות מנגנוני QoS (למשל, Diff Sim, ATM CBR/UBR).

מידע באמצעותput and Latency

עבור שירותי נתונים כמו גלישה באינטרנט, דואר אלקטרוני, וסטרימינג, היכולת של backhaul חייב בקנה מידה עם הביקוש למשתמש. תא HSPA + יחיד יכול לספק 42 Mbps (dual-carrier) אם הגבה מציעה רק 10 Mbps, משתמשים יחוו הורדות איטיות, במיוחד במהלך השימוש בפסגות.

יד וניידות

רשתות 3G מסתמכות על כף יד ררכה (ו Handover רך יותר) כדי לשמור על המשכיות השיחה כמו משתמשים נעים בין תאים.הגב חייב להעביר אותות וזרימת נתונים בין מספר רב של Node Bs לבין RNC עם עיכוב מינימלי.אם עצלות אחורית גבוהה מדי, הרשת לא יכולה לתאם משאות כראוי, המוביל להורדת שיחות או איכות קול ירודה.

תכנון ו Scalability

ככל שצריכת נתונים של 3G גדלה עם כניסת טלפונים חכמים (iPhone הושק בשנת 2007), חזראול הפך צוואר בקבוק תכוף. מפעילי היו צריכים לשדרג מ- E1 מבוסס backhaul ל- Ethernet או למיקרוגל קישורים כדי לשמור על קצב.היכולת לדרג את יכולת ההחזרה באופן לא יעיל עלות הייתה אתגר תפעולי גדול לאורך עידן 3G.

לקריאה נוספת על האופן שבו איכות הגבה משפיעה על ביצועי הרשת, ה-FLT:0 (ITU-TearFLT:1) פרסמה המלצות על דרישות תחבורה אחוריות עבור IMT-2000.

אתגרים ומגמות עתידיות

אתגרים חוזרים במהלך עידן 3G

  • (FLT:0) קווי עצלן: 1 מפעילי רבים שילמו עמלות גבוהות שוב לספקי טלקום עבור מעגלים TDM. זה עורר השקעה במיקרוגל וסיבים עצמיים כדי להפחית את ההוצאות התפעוליות.
  • (FLT:0) זמינות של מיקרוגל:veFLT:1) , Licensing מיקרוגל תדרים הדרושים תיאום רגולטורי, והתערבות של מפעילים אחרים או גורמים סביבתיים עלולים לפגוע באיכות הקישור.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0Network SynSyncization: FLT:1 לשמור על סינכרוניזציה מדויקת על רשתות החבילה (במקום TDM) דרשה טכנולוגיות חדשות כמו IEEE 1588v2, אשר הוסיפו מורכבות.
  • (FLT:0)QoS Management: 1FLT:1 ערבוב קול מכושף, וידאו בזמן אמת, ונתונים הטובים ביותר על קישור אחורי יחיד נדרש מנגנונים מתוחכמות וציוריים.

מגמות ואבולוציה לקראת 4G ו-5G

למרות שרשתות 3G הן השקיעה באזורים רבים, השיעורים שנלמדו מאתגרי גב'אול עיצבו את העיצוב של רשתות סלולריות מודרניות.כמה מגמות מפתח יצאו מעידן 3G וממשיכים להשפיע על גבהול:

  • (FLT:0) All-Fiber Backbone:FLT:1 פריסת סיבים מואצת באופן דרמטי. עד 2020, מפעילים רבים שמטרתם לחדירה של מעל 90% סיבים בגיבוי העירוני, שמירה על מיקרוגל עבור קישוריות כפרית וחירום.
  • (FLT:0) תאים קטנים Backhaul:FLT:1 התפוצצות תאים קטנים (femtocells, picocells) יצרה דרישות אחוריות חדשות עבור קישורים בעלות נמוכה, נמוך-capacity שניתן לפרוס על ריהוט רחוב. 3G תאים קטנים בשימוש DSL או כבל מודמול, עבור הזרקה heogenetraeous אחורי של 5G.
  • (FLT:0Cloud RAN ו-Virtualization:FLT:1 RAN (C-RAN) האדריכלות הפרידו את יחידות הבסיס מראשי רדיו מרחוק, שינוי דרישות גב', למרות ש- C-RAN הוצע בתחילה ל- LTE, שורשיה חוזרים למאמץ אופטימיזציה של 3G.
  • (FLT:0) ,Backhaul:Fearph:1 ; 5G הציג גישה משולבת ו backhaul (IAB), המאפשר תחנות בסיס להשתמש באותה ספקטרום עבור גישה ו backhaul. הרעיון הזה היה התפתחות טבעית של טכנולוגיות מסר אלחוטיות המשמשות ב 3G כדי להרחיב כיסוי ללא סיבים יקרים.
  • (FLT:0Network Slicing:FLT:1 in 5G, backhaul צפוי לתמוך פרוסות רשת מרובות עם ערבויות ביצועים שונות. מנגנוני QoS מעודן ב 3G backhaul (למשל, לתזמון מהיר) הניח את התשתית עבור יכולת זו.

שיקולים ביטחוניים וביטחוניים

רשתות Backhaul הן מטרות עיקריות להתקפות פיזיות (לחזור חבלה, חתכים סיבים) ואיומים סייבר.ב- 3G Backhaul, הצפנה לא הייתה חובה עבור תעבורת משתמשים (בדרך כלל מוצפנת מעל האוויר בלבד), אך אותת נתונים הנדרשים להגנה על יושרה.

Reliability מושגת באמצעות Redundancy: נתיבי סיבים מגוונים, כפול-הההילה של Node Bs לשני RNCs, והגנה אוטומטית קישור (למשל, 1+1 מיקרוגל חם עמידה) זמן הנפילה של קישור אחורי יכול לגרום אתר שלם ללכת לא מקוון, המשפיע על מאות משתמשים הטוב ביותר שיטות בעיצוב רשת (למשל, טבעת להתנצלות, מהירות עץ Ethernet היה מסוגל לשפר את יכולתה של Ethernet.

סיקור Scenarios and Case Studies

המונחים: Urban Dense Deployment

בעיר מיושבת בצפיפות, רשת 3G עשויה להיות בעלת 50-100 Node Bs לקילומטר רבוע.כל אתר דורש יכולת גבוהה לשרת אלפי משתמשים במקביל, כאן, סיבים אחוריים היה הפתרון היחיד בר קיימא; מפעילי בנו סיבים ייעודיים או סיבים אפלים חכירה.לדוגמה, במנהטן, אתרי תאים רבים להתחבר באמצעות סיבים לבלוטות עם 10bps uplinks הדו"ח המקורי של GSMFv.

בסביבה הקרובה של Swanan and Village Deployments

באזורים פחות מאוכלסים בצפיפות, מיקרוגל ופתרונות נחושת שלטו.מגדל פרברי טיפוסי בשנת 2009 יכול היה להשתמש בקו אחד 16-E1 מחובר או קישור 100 Mbps מיקרוגל. כמו השימוש בנתונים 3G גדל, מפעילי משודרגים למיקרוגל מסדר גבוה יותר (למשל, 256 QAM, מודולציה הסתגלות) כדי למנוע צפי סיבים יקרים.

Greenfield 3G בשוקי שוק מתעוררים

באזורים כמו באפריקה שמדרום לסהרה, 3G נבנה לעתים קרובות באמצעות ארכיטקטורת תחנת בסיס מבוזרת עם מיקרוגל אחורית מההתחלה.הגמישות של מיקרוגל אפשרה התרחבות מהירה כיסוי ללא המתנה עבור סיבים.אופרות כמו MTN ו- SafaricomFLT:0leverated ETSI סטנדרטיFLT:1 כדי לייעל את יעילות הגב על פני רוחב פס מוגבל (למשל, 2–3 ערוצים).

עלויות ושיקולים תפעוליים

העלות הכוללת של הבעלות (TCO) עבור backhaul כוללת הוצאות הון (השקעה, התקנה) והוצאה תפעולית (שכרה, כוח, מעגלי גב'הול) עבור 3G, backhaul יכול לקחת בחשבון 15-30% מכלל החלטות הרשת TCO.

  • (FLT:0Leased vs. Owned Backhaul:03FLT) 1 קווי ליהד המוצעים במהירות-to-market אבל עלויות חודשיות גבוהות. סיבים עצמיים היו גבוה CAPEX אבל עלויות מתמשכים נמוכות יותר.רוב המפעילים השתמשו במודל היברידי, בעל סיבים למרכזים גדולים והפסקת נחושת אחרונה במידת הצורך.
  • (FLT:0) Power Conture:FLT:1 , רדיו מיקרוגל וסיבים טרמפטיבים לצרוך חשמל; באתרים מרוחקים עם כוח רשת מוגבל, ציוד אחורי יעיל מופחת דרישות סוללה וגנרטור.
  • (FLT:0) שימור: קישורים מיקרוגל 1:1 דורש היערכות תקופתית ודיור עמיד במזג האוויר.

מסקנה: החשיבות הרציפה של Backhaul

(FLT:0) טכנולוגיות Backhaul היו המאפשרים הלא-מרוסים של תעבורת רשת 3G.earph:1 ללא תשתית חזקה, מדרגת, וחסכונית, פיצוץ של נתונים ניידים ועלייה של הטלפון החכם היה בלתי אפשרי.

בעוד רשתות סלולריות ממשיכות להתפתח, backhaul נשאר אזור קריטי של השקעה.סייבר רולץ פייבר מאיץ, טכנולוגיית מיקרוגל מתקדמת (למשל, תת-6 GHz ספקטרום, מודולציה גבוהה יותר), ואדריכלות חדשות כמו גישה משולבת ו backhaul להפחית את הצורך קישורים ייעודיים.עבור רשתות 3G שעדיין משרתות מיליוני משתמשים ברחבי העולם, שמירה על איכות אחורית חיונית לספק קול בסיסי ורחבה מודולרית של שיעורים.