доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой сетей и систем связи Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики
аспирант кафедры сетей и систем связи Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики
Одной из характерных особенностей построения мобильных сетей 4G/5G является пространственное разделение функциональных блоков. Для связи этих блоков используются соответствующие сегменты транспортной сети xHaul. Одним из них является передний сегмент Fronthaul, который соединяет удаленное радиооборудование с оборудованием их управления. Потоки данных стандартных радиоинтерфейсов CPRI/eCPRI в этом сегменте предъявляют строгие требования к качеству обслуживания и прежде всего к задержкам. Для удовлетворения этих требований было предложено использовать в сегменте Fronthaul мостовую сеть Ethernet на базе технологии чувствительных ко времени сетей TSN (аббр. от англ. Time Sensitive Networking), которая обеспечивает детерминированные задержки, надежную доставку пакетов и высокую точность синхронизации узлов в сети. В стандарте IEEE 802.1CM описаны профили сетей TSN, определяющие функции, опции, конфигурации, значения по умолчанию, протоколы и процедуры мостов, станций и локальных сетей, необходимые для построения транспортного сегмента Fronthaul. В статье представлена методика определения максимальных сквозных задержек трафика стандартных радиоинтерфейсов CPRI/eCPRI в сегменте Fronthaul сетей 4G/5G, построенном на базе технологии TSN, в соответствии с требованиями стандарта IEEE 802.1CM. Выделены две основные компоненты сквозной задержки – задержки в мостах TSN и задержки в каналах хEthernet. Для высокоприоритетных потоков трафика радиоинтерфейсов CPRI/eCPRI в мостах приведены характерные случаи взаимовлияния потоков, поступающих одновременно на разные входные порты. Приведен пример численного расчета, который позволил определить при заданной граничной сквозной задержке передачи высокоприоритетного трафика допустимую физическую длину сегмента Fronthaul.
One of the characteristic features of 4G/5G mobile networks is the spatial separation of functional blocks. The corresponding segments of the xHaul transport network are used to connect these blocks. One of them is the Fronthaul front end segment, which connects remote radio equipment with their control equipment. The data streams of standard CPRI/eCPRI radio interfaces in this segment impose strict requirements on the quality of service and, above all, on delays. To meet these requirements, it was proposed to use in the Fronthaul segment Ethernet bridge network based on the technology of time-sensitive networks TSN (Time Sensitive Networking), which provides determinated delays, reliable packet delivery and high accuracy of synchronization of nodes in the network. The IEEE 802.1CM standard describes profiles of TSN networks that defines the functions, options, configurations, default values, protocols and procedures of bridges, stations and local networks required to build the Fronthaul transport segment. The article presents a methodology for determining the maximum end-to-end traffic delays of standard CPRI/eCPRI radio interfaces in the Fronthaul segment of 4G/5G networks, built on the basis of TSN technology, in accordance with the requirements of IEEE 802.1CM standard. Two main components of end-to-end delay are identified ‒ delays in TSN bridges and delays in xEthernet channels. For high-priority traffic flows of CPRI/eCPRI radio interfaces in bridges, characteristic cases of mutual influence of flows arriving simultaneously at different input ports are given. An example of numerical calculation is given, which allowed to determine the permissible physical length of the Fronthaul segment at a given boundary end-to-end delay of transmission of high-priority traffic.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.