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5G基站平台软件的挑战与解决方案

   发布时间:2017年11月24日


1. 面临的挑战

作为新技术,5G也面临着诸多挑战。首当其冲的就是在数据速率提高10倍的前提下,传输时间间隔(TTI)需要从1ms下降到0.2ms,这就要求基站的处理速度要大幅提升,对软件实时性的要求有了极大的增强;同时为了满足C-RAN虚拟化技术集中化处理的要求,L2层功能结构的不同划分对应的负载动态变化范围非常大,对L2层控制面的调度和处理能力有了更严苛的要求。上面所面临的技术挑战就要求在5G基站中对操作系统有非常强的实时处理能力以及极高的软件处理性能。 同时,对于虚拟化处理技术NFV,5G也要求需要有强有力的NFV平台软件的支撑,来实现各种虚拟化业务,并与L2层的实时操作系统实现完美的融合。

2. ENEA面向5G基站的操作系统软件解决方案

在实现时,为了满足5G高带宽、高数据速率的技术要求,基带L1层对运算性能要求极高的功能模块需要放在运算速度高的FPGA、ASIC以及硬件加速器(HW ACC)等专用硬件器件中来处理。而L1层其它功能模块以及L2和L3层则可以放在SoC多核处理器上处理,在上面运行多核实时操作系统对多核资源进行调度和管理;同时运行NFV平台软件,并根据5G C-RAN不同集中处理方式,对不同的功能模块进行虚拟化,实现Cloud端对RAN端资源的统一管理。 ENEA作为全球领先的实时操作系统以及NFV平台软件提供商,为5G基站的实现提供了完备的软件产品,并基于这些软件产品提供了多套完整的操作系统软件解决方案,以满足5G C-RAN基站技术实现灵活多样的要求。

1.1 方案1:Enea OSE RTOS + Enea Linux 在该方案中,基带L1层剩余的对运算要求相对不高的部分以及L2层的全部功能,由于对软件的实时性要求严苛,其对应多核处理器上运行实时性性能卓越的多核实时操作系统Enea OSE RTOS;而L3和O&M运维层等对于实时性要求相对宽松,对应的多核处理器上运行嵌入式Linux操作系统Enea Linux。这种方案与传统基站中基带和控制层分别跑RTOS和Linux的方案类似

1.2 方案2:Enea OSE RTOS + Enea NFV 5G C-RAN中网络功能虚拟化技术NFV的出现,就要求通过NFV在同一套硬件处理器上实现多个虚拟机,使网络设备功能与硬件解耦,以承载更多软件处理的功能,从而达到资源灵活分配、降低网络设备成本的目的。ENEA NFV虚拟化平台技术和虚拟化解决方案可以完美地满足这一技术需求。在该方案中,基带L1层剩余的对运算要求相对不高的部分和L2层部分功能,其对应的多核处理器上仍运行多核实时操作系统Enea OSE RTOS;而L3和O&M运维层等以及L2层的剩余功能,则通过ENEA NFV虚拟化平台技术在x86或者ARM服务器上实现多个VM虚拟机,在上面实现虚拟化业务

1.3 方案3:Enea OSE RTOS as Guest OS + Enea NFV 对于5G C-RAN的NFV虚拟化技术来说,其终极目的是要将运行在多核处理器上L1、L2和L3层的所有功能都进行虚拟化,使每一层的资源都能在Cloud端进行配置和管理,从而最大限度的发挥资源调度的灵活性。针对这一终极目的,ENEA也提供了一套软件解决方案。在该方案中,通过Enea NFV不但实现了L3和O&M运维层的虚拟化,还实现了L1和L2层的虚拟化。在x86或者ARM服务器上实现多个VM虚拟机,各个虚拟机之间通过虚拟交换机技术OVS来实现网络通信。而在L1和L2层的虚拟机中,仍然运行Enea OSE RTOS多核实时操作系统作为Guest OS,以满足L1和L2层实时性要求

 
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