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        October 14, 2021

        DFA 1163:新漢專業uCPE助您實現極限5G體驗

        Download White Paper: Riding the mmWave for a Full-blast 5G Experience with NEXCOM’s Professional uCPE

        趨勢

        在5G時代,NG-RAN(無線接入網)和5GC(5G核心網絡)共同構成5G連接的基礎設施(圖1),它具有3個關鍵優勢:高帶寬、高可靠性和低延遲。單一的網絡基礎設施可以實現基于云本地硬件設計方法的多樣化服務、分布式軟件體系結構和自動部署。因此,需要專業的uCPE來適應數字轉型邊緣的網絡、操作系統和服務的廣泛云化。

        挑戰

        與傳統uCPE相比,專業uCPE具有更多功能,包括各種I/O端口類型(SFP、SFP+、RJ45、PoE)、更大的以太網帶寬、最佳性能和多連接,以實現更多連接(有線和無線)?;赟DN/NFV的專業uCPE具有自適應性和靈活性,適用于邊緣的云本機應用程序,并且能夠在本地運行多樣化的服務。在云本地統一架構上使用SDN/NF網絡切片為NG-RAN中的專業uCPE提供了多樣化的服務。uCPE通過利用多連接性、高吞吐量、高可靠和低延遲,甚至能夠處理重負載的應用,如AR(增強現實)、VR(虛擬現實)、輔助/自動駕駛和智能制造應用。

         

        Figure 1. NG-RAN and 5GC in the 5G system.

        圖 1. NG-RAN and 5GC in the 5G system.

         

        隨著物聯網設備的日益增多,生活的方方面面都轉向在線模式,對低延遲和高帶寬連接的需求達到了頂峰。為了滿足高需求并為未來提供儲備,目前可采用mmWave技術。它覆蓋5G FR2,其在24 GHz和300 GHz范圍內,或者更具體地說,在無線電波和微波范圍的上限內。相比之下,LTE、LTE Advanced和5G sub-6GHz網絡運行在1GHz以下,在3.4GHz和6GHz的中頻頻段內(圖2)。。通過啟用mmWave技術,用戶可以在許多應用程序中以更高的速度和無縫連接享受eMBB(增強移動寬帶)體驗。mmWave規范最大限度地發揮了第五代無線連接的全部網絡潛力,但支持該技術的網絡設備尚未準備好向市場大規模生產。

         

        Figure 2. Frequency ranges in 5G System.

        圖 2. Frequency ranges in 5G System.

        新漢解決方案

        新漢最新專業uCPE DFA 1163系列基于Intel®Atom®C3000處理器,并適用于上述所有應用。它在CPU內部采用Intel QAT®技術,內置加密引擎以減輕CPU工作負載。該專業uCPE集成了為物聯網設備和基于以太網的設備供電的PoE+功能。添加了一個10GbE SFP+光纖LAN端口,用于向后端以太網交換機和中央服務器傳輸數據。此外,DFA 1163系列具有不同鏈路速度的copper端口、兩個2.5GbE RJ45端口、八個1GbE以太網交換機端口,以支持物聯網設備的以太網服務,如VLAN和QoS。

         

        此外,DFA 1163支持最新的無線技術5G FR1、FR2以及Wi-Fi 6模塊,以實現專用和公共5G環境中的無線寬帶連接。WAN連接的另一種方式是傳統的固定線路以太網連接,這可以通過將xDSL SFP適配器插頭插入SFP端口來實現。然而,在世界一些地方,這一傳統選擇正面臨著大規模的退役浪潮。

         

        DFA1163應用之一是基于FWA技術為工業4.0設備提供無線寬帶。通過將eMBB和mMTC集成到uCPE中,5G服務在uCPE內部本地化,以支持私有網絡中的云本地應用程序。此外,DFA1163還可用作復雜應用的無線網關、安全網關和邊緣計算uCPE。

         

        DFA 1163在有線和無線寬帶連接(包括5G、Wi-Fi 6和LAN)方面的性能如下表所示。它在非獨立(NSA)和獨立(SA)兩種5G環境中進行了測試。NSA模式提供5G服務時不需要端到端5G網絡,但依賴于上一代基礎設施(4G LTE),其中eNB/en gNB基于en-DC(LTE-NR雙連接)架構(圖3)。而在獨立架構中,NG-RAN和5GC是5G系統的一部分(圖1),不依賴于4G網絡基礎設施。

         

        Figure 3. 5G NSA Architecture.

        圖 3. 5G NSA Architecture.

         

        DFA1163的5G性能在臺灣移動運營商中華電信的NSA環境中進行了上傳和下載速度驗證。測試配置如表1所示,DFA 1163和NSA NG-RAN之間的5G數據流量結果為上傳108.02 Mbps,下載866.56 Mbps,滿足5G數據傳輸的一般用戶需求。

         

        表 1. 5G NSA and SA (FR1) Test Configuration.

        Items Description
        System DFA 1163A
        CPU C3758R
        Memory 64 GB
        OS Ubuntu 18.04.5 LTS 5.4.53
        Sub 6G module Thales MV31-W

         

        DFA 1163在SA環境下的5G性能測試由O'Prueba運行,該公司源于臺灣交通大學(NCTU)著名網絡基準實驗室(NBL),使用AMARI Callbox、5G核心網絡模擬器和IPerf工具進行數據流量性能測試。測試配置見表1。來自DFA 1163的5G數據流量通過無線連接向AMARI Callbox發送或者獲取數據=AMARI Callbox使用UPF模擬5G gNB進行包轉發(IP、TCP UDP)。SA 5G環境中DFA 1163的上傳速度為15.7 Mbps,下載速度為306 Mbps(表3),這僅作為參考數據,非最高限值。

         

        對于5G FR2測試,使用帶有mmWave天線支架的DTA 1163M SKU,配置如下表2所示。測試在5G網絡環境中進行。DFA 1163M在5G NR n257頻帶下進行測試,該頻帶在28 GHz±100 MHz。

         

        表 2. 5G SA (FR2) Test Configuration.

        Items Description
        System DFA 1163A
        CPU C3758R
        Memory 64 GB
        OS Ubuntu 18.04.5 LTS 5.4.53
        FR2 module Thales MV31-W

         

        測試設備獲取的上傳結果為1 Gbps,下載結果為3.8 Gbps,超過5G NSA和SA(FR1)的互聯網吞吐量,,將數據傳輸速度提升到了一個全新的水平。下表總結并比較了無線性能的結果。

         

        表 3. Comparison table of DFA 1163 performance results for wireless connectivity.

        Testing Environment Upload (Mbps) Download (Mbps)
        5G NSA 108.02 866.56
        5G SA FR1 15.7 306
        5G SA FR2 (mmWave) 1,053.18 3,825.9
        Wi-Fi 6 749 846

         

        在商用Wi-Fi AP路由器上測試了Wi-Fi 6下行和上行流量的性能,獲得的結果分別為846 Mbps和749 Mbps。對于以太網性能測試,使用了IXIA數據包生成器。在雙向模式下使用IP轉發時,DFA 1163顯示了出色的結果,如表4所示。

         

        表 4. DFA 1163 Ethernet Throughput Performance.

          Ethernet Throughput (%)
        Packet Size (Byte) 10GbE 2.5GbE 1GbE (SFP) 1GbE (RJ45) GbE Ethernet Switch
        64 89.945 29.62 81.438 80.664 100
        128 100 52.05 100 100 100
        256 100 93.04 100 100 100
        512 100 99.227 100 100 100
        1024 100 100 100 100 100
        1280 100 100 100 100 100
        1518 100 100 100 100 100

         

        測試結果驗證了DFA1163系列產品已準備好部署在5G NSA和SA網絡中,同時還可以提供出色的Wi-Fi和以太網連接,適用于5G公共和專用網絡。

        結論

        邊緣的云本機部署是在5G架構中實現多樣化服務的關鍵。NEXCOM專業uCPE DFA 1163系列具有豐富的功能,可滿足CommPRs對公共和專用網絡的服務要求。它采用多核CPU和Intel®QAT,集成可選的4G LTE、5G(FR1和FR2)、Wi-Fi 5/6模塊,用于SDN/NFV的PoE+和TSN交換機、邊緣計算、無線寬帶網關和網絡安全應用。新漢DFA 1163系列產品為創建安全連接場景的?提供了多種連接的靈活性和高擴展性,同時展現了5G網絡技術的巨大潛力。

         

        Intel Partner Alliance

         

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