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與4G技術(shù)相比，5G網(wǎng)絡(luò)帶來了更低的延遲、更大的靈活性和更高的帶寬，更極致的用戶體驗(yàn)。為了實(shí)現(xiàn)這些改進(jìn)，5G前傳網(wǎng)絡(luò)使用了與上一代網(wǎng)絡(luò)不同的硬件和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，利用eCPRI，RoE（Radio Over Ethernet）等替代了CPRI專用接口。

雖然技術(shù)轉(zhuǎn)變帶來了更多的通用性、可擴(kuò)展性和成本效益的網(wǎng)絡(luò)，但從電路交換網(wǎng)絡(luò)或時(shí)分復(fù)用線路轉(zhuǎn)移到Ethernet以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)意味著5G前傳網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在會(huì)將受到以太網(wǎng)在數(shù)據(jù)包層面的損傷困擾。
5G前傳網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商（NEM）、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提供商（NIP）和服務(wù)提供商（SP）為了提供最佳的用戶體驗(yàn)，就需構(gòu)建真實(shí)的應(yīng)用場景在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)來仿真測試他們的設(shè)備和應(yīng)用如何應(yīng)對(duì)這些網(wǎng)絡(luò)損傷。確保5G前傳網(wǎng)絡(luò)的部署成功降低業(yè)務(wù)開通風(fēng)險(xiǎn)，在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行嚴(yán)苛的測試非常有必要。

網(wǎng)絡(luò)損傷仿真測試對(duì)于5G前傳網(wǎng)絡(luò)的重要性

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從3G到4G僅是為技術(shù)進(jìn)化過程，但向5G網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移將是一場真正意義的技術(shù)革命。5G使用的基礎(chǔ)設(shè)施和協(xié)議與以前的網(wǎng)絡(luò)有著質(zhì)的差別。其中一個(gè)重要體現(xiàn)在于5G前傳網(wǎng)絡(luò)中通過以太網(wǎng)分組交換網(wǎng)絡(luò)使用eCPRI（增強(qiáng)型通用公共無線電接口），而不是4G中使用的通過電路交換或?qū)＞�網(wǎng)絡(luò)使用CPRI。這為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供了許多優(yōu)勢，包括能夠在多個(gè)供應(yīng)商的COTS硬件上構(gòu)建和擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)施，并充分利用NFV虛擬網(wǎng)絡(luò)功能，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的開放解耦。

然而，以太網(wǎng)在數(shù)據(jù)包層面上存在網(wǎng)絡(luò)障礙，因以太網(wǎng)技術(shù)并不是原生支持端到端定時(shí)和同步。5G以太網(wǎng)前傳網(wǎng)絡(luò)可以使用eCPRI來承載控制面和數(shù)據(jù)面報(bào)文，同時(shí)依靠SyncE(同步以太網(wǎng))和PTP(精確時(shí)間協(xié)議)來實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的定時(shí)同步。

5G架構(gòu)的變化使得前傳網(wǎng)絡(luò)研發(fā)人員將關(guān)注到以太網(wǎng)損傷帶來的影響，并面臨通過PTP同步時(shí)間的挑戰(zhàn)，5G NEM、NIP和SP現(xiàn)在需要測試以太網(wǎng)損傷對(duì)其基礎(chǔ)設(shè)施、協(xié)議和應(yīng)用的負(fù)面影響。而由于5G前傳網(wǎng)絡(luò)的時(shí)序要求非常嚴(yán)格，這些測試至關(guān)重要。只有了解損傷對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響，才能確保網(wǎng)絡(luò)提供最佳的用戶體驗(yàn)。這意味著NEM必須在非完美的負(fù)面環(huán)境中測試他們的設(shè)備，以驗(yàn)證他們是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并確保協(xié)議對(duì)延遲、抖動(dòng)和數(shù)據(jù)包丟失等損傷缺陷具有強(qiáng)大適應(yīng)功能。.

運(yùn)營商將強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，以確保端到端定時(shí)對(duì)不對(duì)稱延遲、數(shù)據(jù)包和鏈路丟失等負(fù)面壓力情況具有強(qiáng)大的穩(wěn)定性。這將作為設(shè)備驗(yàn)收測試的一部分，或向SP保證網(wǎng)絡(luò)在次優(yōu)運(yùn)行條件下留有足夠的余量。SP必須將測試帶到實(shí)驗(yàn)室，了解他們的應(yīng)用在他們與NIP簽訂的SLA限制下的表現(xiàn)。確保你的網(wǎng)絡(luò)滿足用戶期望的最有效和最具成本效益的方法是在你將網(wǎng)絡(luò)或應(yīng)用部署到現(xiàn)網(wǎng)前，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行所有這些測試。

可重復(fù)、可靠的實(shí)驗(yàn)室測試的重要性

• 由于有些網(wǎng)絡(luò)損傷事件只會(huì)隨機(jī)發(fā)生，而且難以復(fù)現(xiàn)，因此通常沒有辦法在現(xiàn)網(wǎng)中可靠地或重復(fù)地測試損傷
• 真正測試和了解損傷將如何影響您的網(wǎng)絡(luò)的唯一方法是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試。要做到這一點(diǎn)，需要一種可靠的、可重復(fù)的方法來模擬相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)損傷
• 通過使用網(wǎng)絡(luò)仿真器，您可以分別和重復(fù)地測試特定的損傷，并獲得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)各部分對(duì)損傷的真實(shí)反應(yīng)--無論是單獨(dú)的負(fù)面壓力環(huán)境網(wǎng)絡(luò)損傷還是組合式的正面+負(fù)面壓力環(huán)境
• 此外，網(wǎng)絡(luò)損傷仿真儀還能提供實(shí)時(shí)的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，以驗(yàn)證設(shè)備或應(yīng)用程序的行為

測試中需要關(guān)注的協(xié)議字段

5G網(wǎng)絡(luò)依靠eCPRI在前端網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)，依靠PTP和SyncE實(shí)現(xiàn)精確的端到端時(shí)序。特別是PTP容易受到非對(duì)稱時(shí)延和抖動(dòng)的影響，而eCPRI則容易出現(xiàn)較大的時(shí)延和丟包。這就意味著它們都需要進(jìn)行徹底的測試，以確保前端網(wǎng)絡(luò)的性能符合預(yù)期。

eCPRI

與4G網(wǎng)絡(luò)中CPRI上運(yùn)行的專有協(xié)議不同，5G fronthaul網(wǎng)絡(luò)使用更標(biāo)準(zhǔn)化的eCPRI協(xié)議。eCPRI負(fù)責(zé)傳輸用戶數(shù)據(jù)，并控制分布單元(DUs)和無線單元(RU)之間的數(shù)據(jù)流。它還控制數(shù)據(jù)如何在RU和5G天線之間移動(dòng)。 eCPRI的任何問題都會(huì)影響數(shù)據(jù)傳輸，可能導(dǎo)致用戶數(shù)據(jù)或控制信息的丟失，降低語音質(zhì)量，或完全失去連接。這意味著eCPRI很容易受到網(wǎng)絡(luò)損傷的影響。作為前沿網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，5G設(shè)備運(yùn)營商和制造商必須嚴(yán)格測試eCPRI在其網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中如何應(yīng)對(duì)損傷。其中一個(gè)例子是測試在網(wǎng)絡(luò)擁堵時(shí)發(fā)生的情況，在這種情況下，低優(yōu)先級(jí)流量會(huì)在較短或較長的時(shí)間內(nèi)被丟棄。

時(shí)間相關(guān)協(xié)議

在5G網(wǎng)絡(luò)中，天線有專門的傳輸窗口。相鄰的天線必須協(xié)調(diào)在這些窗口內(nèi)進(jìn)行廣播，避免干擾，并確保蜂窩塔之間的正確交接。這意味著5G前傳網(wǎng)絡(luò)有非常嚴(yán)格的端到端定時(shí)要求。兩種定時(shí)協(xié)議有助于維持5G前沿網(wǎng)絡(luò)中的定時(shí)同步。

• - PTP 傳輸絕對(duì)時(shí)間和時(shí)延數(shù)據(jù)--將兩者結(jié)合起來，以計(jì)算PTP本地時(shí)鐘的準(zhǔn)確 "time of day"
• - SyncE 從SyncE時(shí)鐘主站向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的SyncE從站時(shí)鐘轉(zhuǎn)發(fā)精確的頻率信息

雖然這些協(xié)議對(duì)于前傳網(wǎng)絡(luò)來說是新的，但它們是在其他類型的網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)很成熟的協(xié)議。PTP在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送包含定時(shí)信息的消息。為了使這一信息有用，PTP感知的網(wǎng)絡(luò)元素必須能夠準(zhǔn)確計(jì)算出PTP主時(shí)鐘何時(shí)發(fā)送消息，以及消息到達(dá)所需的時(shí)間。然后它可以從PTP消息中看到的時(shí)間中減去這個(gè)延遲。

依靠這樣的延遲計(jì)算意味著延遲、重復(fù)或丟棄的數(shù)據(jù)包會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的讀數(shù)。這意味著PTP特別容易受到抖動(dòng)和不對(duì)稱損傷的影響。不對(duì)稱損傷會(huì)對(duì)從屬時(shí)鐘理解時(shí)序的方式產(chǎn)生很大影響--導(dǎo)致PTP從屬時(shí)鐘的時(shí)序漂移，以及影響網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和可用性的同步問題。
SyncE在5G前沿網(wǎng)絡(luò)中也用于同步定時(shí)，但它的工作方式與PTP不同。SyncE不是通過以太網(wǎng)幀發(fā)送定時(shí)信息，而是通過其信號(hào)頻率傳輸信息。這意味著它不能受到數(shù)據(jù)包缺陷的影響。

然而，任何測試解決方案都必須能夠轉(zhuǎn)發(fā)SyncE，以準(zhǔn)確測試5G前沿網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在不同條件下的運(yùn)行情況，并測試SyncE時(shí)鐘的小頻率偏移。只有在受控的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中嚴(yán)格測試損傷，才能準(zhǔn)確看到它將如何影響定時(shí)協(xié)議及其保持5G fronthaul網(wǎng)絡(luò)同步的能力。

將網(wǎng)絡(luò)損傷仿真納入到5G前傳網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)驗(yàn)證中

為了真正了解抖動(dòng)、丟包、延遲、重復(fù)和錯(cuò)序?qū)�協(xié)議和組件的影響，OEM和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商將需要一種定義明確、可重復(fù)的方法來模擬網(wǎng)絡(luò)流量和損傷效應(yīng)。
至關(guān)重要的是，需要能夠支持在5G前沿網(wǎng)絡(luò)中輕松測試eCPRI和PTP的解決方案。因此，在評(píng)估解決方案時(shí)，要確保它們能夠提供。

• - 對(duì)要受損的數(shù)據(jù)流進(jìn)行精細(xì)控制
• - 能夠注入抖動(dòng)、丟棄、延遲和重復(fù)的數(shù)據(jù)包
• - DU和RU之間的同步轉(zhuǎn)發(fā)
• - 高端口密度（獨(dú)立的8個(gè)端口或機(jī)箱解決方案中的48個(gè)端口）
• - 支持10G和25G速度連接到5G前傳網(wǎng)絡(luò)中的DU和RU
• - 支持100G的匯聚線路
• - 雙向交通和減損模擬器
• - 全面的腳本和自動(dòng)化功能，實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的測試
• - 廣泛的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，讓您可以衡量損傷的影響

這些功能對(duì)于測試損傷如何影響5G前傳網(wǎng)絡(luò)中使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和功能至關(guān)重要。

Chimera-100G提供了全面的損傷仿真類型支持

在Xena Networks，我們不斷地與NEM、SIP和SP合作，以確保我們的網(wǎng)絡(luò)損傷仿真解決方案Chimera不斷調(diào)整，以適應(yīng)5G fronthaul基礎(chǔ)設(shè)施的測試需求。它提供高端口密度，支持高達(dá)100G的線速測試，可以有效測試5G fronthaul網(wǎng)絡(luò)硬件和協(xié)議的損傷。Chimera還提供了一種靈活的方式來測試細(xì)粒度的損傷效果，因?yàn)樗�可以作為一個(gè)獨(dú)立的硬件單元，也可以作為我們的流量生成解決方案Valkyrie的附加組件。

確保即使在最壞的情況下也能提供正確的用戶體驗(yàn)

有了正確的網(wǎng)絡(luò)仿真器，你就可以模擬受損情況，了解網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在選定場景下的表現(xiàn)。一旦你知道你的設(shè)備在受損時(shí)的表現(xiàn)，你就可以找到最終用戶體驗(yàn)受損的臨界點(diǎn)，并進(jìn)行必要的調(diào)整，以確保永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到臨界點(diǎn)。更重要的是，您可以重復(fù)這些測試，以長期持續(xù)改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的性能。