O-RAN 延遲測試

背景

並行無線為行動營運商提供了唯一統一的全G（5G/4G/3G/2G）軟體支援的原生OpenRAN（ORAN）解決方案。該公司與全球50 +領先運營商合作，並被Telefonica和Vodafone評為表現最佳的供應商。Parallel Wireless在多技術、開放式虛擬化RAN解決方案方面的創新和卓越表現已獲得65+行業獎項的認可。

Parallel Wireless的技術旨在通過基於GPP的基帶處理平臺、無線電硬體、軟體和簡化的業務模式實現開放式互操作性，以支援所有當前和未來的G，為最終使用者提供更好、統一的服務，同時降低行動營運商的總體擁有成本。

通過分解硬體和軟體，並行無線的軟體平臺可説明行動營運商擴展和現代化其傳統網路，以支援所有G技術的使用者。並行無線行業領先的開放式vRAN解決方案包括COTS vBBU，基於OpenRAN的RRU和OpenRAN控制器以及網路軟體套件。

挑戰

在無線接入網路 （RAN） 的傳統部署中，基本頻段單元 （BBU） 與遠端無線電單元 （RRU） 位於同一位置。由於 RRU 和 BBU 之間的距離較短，延遲通常不是問題。

在5G ORAN架構中，BBU分為一個分配單元（DU），處理與無線電單元（RU）的即時L1和L2通信，以及一個中央單元（CU），處理與回程網路的高層通信。出於成本和靈活性原因，一個 CU 可以為多個 DU 提供服務，一個 DU 可以為多個 RU 提供服務。這也意味著 RU、DU 和 CU 可以相距數十公里，因此延遲可能成為一個挑戰。

作為統一 ORAN 系統的供應商，並行無線自然希望測試硬體、軟體和單元之間光纖長度的不同配置的延遲性能。“傳輸基礎設施和長光纖是我們集中部署戰略的重要組成部分，因此需要Parallel Wireless的大量投資和研究來確定什麼是即時部署的正確代表，”Parallel Wireless納米細胞系統工程團隊團隊負責人Sergey Antoniuk說。“最後，我們決定購買一條20公里長的光纜，並在我們的實驗室中使用，”他補充道。

“長光纖在 20 公里長的長度下驗證性能效果很好，但它不允許我們挑戰系統，我們意識到我們缺少大量數據，”Sergey 解釋道。

“例如，”他補充說，“我們想知道對於任何標準配置，RRU和BBU之間可以走多遠。

另一個主題是研究通過調整配置可以增加多少距離。

在更多光纖長度下獲取性能數據的一種看似顯而易見的方法是購買多根不同長度的光纜。但是，此解決方案過於昂貴且耗時，因為需要大量電纜，並且必須為每個測試用例手動連接和斷開它們。每次斷開電纜時，鏈路都會斷開，這不能類比現實生活中的情況，並且由於電纜很脆弱，因此每次處理時都有損壞它的風險。最後，對於光纜，沒有選項只能影響部分流量，這意味著特定光纜上的整個流量都會受到光纖長度的影響。

解決方案

並行無線決定他們需要一個延遲模擬器，並與 Xena 網路使用 Xena Chimera 實驗室中的網路模擬器 。

Chimera 可以類比廣泛的網路損傷，如延遲、抖動、數據包和埠損傷、靈活分佈和頻寬整形。在五種乙太網速度下支援所有損傷：100GE、50GE、40GE、25GE 和 10GE。這種獨特的靈活性通過兩個物理收發器籠提供，都支援QSFP28和QSFP+ 收發器。結果是一個多功能的解決方案，為實驗室中網路設備之間的流量提供一致、準確、定義明確且可重複的損傷。

Chimera 非常適合對具有能夠支持高達 100GE 的乙太網埠的 ORAN 網路基礎設施進行損傷測試。 Chimera 使用基於 GUI 的 XenaManager 軟體可以輕鬆控制。

Chimera 安裝在並行無線的實驗室中，位於4G RRU和BBU設備之間，並充當模擬網路，如上圖所示。通常，每個位置都有多個無線電單元，只有一根光纖將這些無線電單元連接到BBU位置。因此，來自不同 RU 的流量使用 RRU 端的交換機聚合，並在 BBU 端進行分解。社區頻寬為 10 MHz。流量是使用 Iperf 生成的，每個配置都經過 60 秒的測試。

安裝和配置 Chimera 非常快“，Sergey Antoniuk 說，並解釋說，”大約在我們得到 Xena Chimera，我們可以在工作后的 2-3 天內收集數據，而這些數據無法通過任何其他方式通過類似的少量努力實現。

使用並行無線 Chimera 以逐漸增加每種類型的系統配置的延遲，直到服務中斷。延遲測試中的這種精細粒度在任何其他方式上都是不可能的。由於在測試期間無需重新連接電纜，因此測試可以非常快速地完成，並且每次都不會斷開鏈路，因此延遲發生了變化。使用的另一個好處 Chimera 作為網路模擬器，測試可以遠端執行。

這項工作的結果是一個二維矩陣，映射出性能與延遲以及每個配置的最大可能延遲。除了性能映射， Chimera 還使並行無線能夠研究系統如何回應延遲的巨大變化。在真實網路中，如果由於地震或電纜附近的建築活動而突然（部分）光纖損壞，這很容易發生。

廣泛的網路損傷測試使 Chimera 使並行無線能夠開發更準確的產品規格，從而提供優於競爭對手的解決方案。此外，通過收集的損傷數據，Parallel Wireless 現在可以為客戶提供改進的部署前支援，通過數據驅動的決策引導他們找到適用於給定網路場景的確切配置。

結果

在OpenRAN網路中，RRU和BBU可能相距數十公里，這使得延遲成為一個挑戰。並行無線為行動營運商提供統一的全G（5G/4G/3G/2G）原生OpenRAN（ORAN）解決方案。他們需要為各種系統配置繪製出可能的最大延遲，以最佳方式指導客戶。他們還想研究通過調整系統配置可以增加多少最大延遲。

Xena的 Chimera 網路模擬器用於類比 RRU 和 BBU 之間不同長度的光纖鏈路。僅僅幾天后，Parallel Wireless 就能夠收集他們需要的所有延遲數據，使用 Chimera 作為網路模擬器。以如此微不足道的努力，這是不可能通過任何其他手段實現的。

獲得的數據 Chimera 使並行無線能夠完善產品規格，並在系統規劃階段為客戶提供卓越的指導。

展望未來，他們預見到： Chimera 將用於開發期間的研發測試以及其產品新版本的回歸測試。提供的自動化 Xena的腳本工具可能會用於在其生產測試中集成一些典型的和極端的延遲情況。此外，他們希望擴展測試以在特定數據流上引入延遲，因此只有部分數據會受到延遲的影響，從而允許測試延遲對不同服務的影響。