使用多信道射頻鏈路聚合（LAG）方法提升微波容量

提升微波容量至新的水平
　　當(dāng)今新式微波系統(tǒng) 使用高級分組壓縮和高階調(diào)制技術(shù)來增加信道容量。然而，從某種意義上來說，獲得更大微波鏈路帶寬的唯一方法是增加所使用的射頻信道的數(shù)量。
　　流行的方法是通過捆綁2個或更多的微波信道來建立更大容量的虛擬鏈路，這種方法有多種名稱：信道綁定，或射頻鏈路聚合（LAG），或多信道。盡管所有的方法都使用多個信道提升微波容量，但實現(xiàn)方式和效率可能不盡相同。 本文中，多信道射頻LAG分組微波系統(tǒng)融合了射頻LAG概念和專為微波優(yōu)化的新技術(shù)。這些系統(tǒng)提供新的方法捆綁微波信道，提供更大的容量和更可靠的微波鏈路。
　　專為微波設(shè)計的多信道射頻LAG
　　多信道系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能：
　　高階自適應(yīng)調(diào)制；
　　分組壓縮；
　　把傳統(tǒng)的TDM業(yè)務(wù)視為分組流量，和IP流量一起傳輸；
　　多信道系統(tǒng)為運營商提供了新的靈活性來設(shè)計微波鏈路，以及新的方法來提升微波容量和可靠性；
　　多信道方法通過綁定下層的2個或更多信道建立一個虛擬鏈路。捆綁后的容量是每個信道容量之和；
　　多信道束（multichannel bundle）中的每一條信道可以具有不同的頻帶、調(diào)制等級和容量屬性；
　　在多信道束中自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)可以跨所有信道被使用。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計參數(shù)，這種方法為提升容量和業(yè)務(wù)可靠性提供了空間。
　　因為現(xiàn)代的分組微波系統(tǒng)把TDM流量分組化了，所以傳統(tǒng)流量和IP流量能夠作為一個整體來使用多信道虛擬鏈路。業(yè)務(wù)所需的容量和射頻信道所提供的容量之間的嚴格關(guān)系不再存在了。舉例來說，一個分組化的SDH STM-1/OC-3電路能夠遍布在總體容量與需求容量相匹配的多信道束的信道里而被傳送。
　　微波鏈路保護能從傳統(tǒng)的N+1冗余信道方式轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝У亩嘈诺繬+0方式。N+0方式使用整條虛擬鏈路的容量來增加可靠性。
　　相比之下，標準的LAG技術(shù)在應(yīng)用到微波環(huán)境時有諸多限制：
　　在虛擬鏈路中，流和特殊信道之間存在著嚴格的關(guān)系。這是因為標準的LAG hashing算法使用IP或Ethernet首字段來連續(xù)地映射一個流或信道。如果這些字段的值相差不大，虛擬鏈路里的一些信道會變得擁塞，但其它信道仍只被輕度利用。當(dāng)數(shù)據(jù)包被封裝進IPsec里時，低利用率會是一個特別的挑戰(zhàn)。在這些情況下，用于hashing算法的字段缺少足夠的變化，不能使負載在信道束里實現(xiàn)優(yōu)化分布。結(jié)果是信道束里的一些信道始終被選中，而其它信道未被充分利用。
　　虛擬鏈路里的每個信道必須支持相同的容量。在微波網(wǎng)絡(luò)里，受到每個信道都采用自適應(yīng)調(diào)制的影響，很少能出現(xiàn)這種情況。
　　這些限制意味著信道容量必須等于或大于最大的流帶寬。這制約了鏈路尺度，因為射頻容量與IP業(yè)務(wù)流的容量之間是典型的一一對應(yīng)關(guān)系。結(jié)果是在一些網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里，比方說LTE回傳網(wǎng)絡(luò)里，信道束未被充分利用。
　　多信道射頻LAG方法消除了這些問題，因為：它基于算法使流量負載均勻分布，甚至在信道出錯的情況下，該算法也不會導(dǎo)致信道利用率低下或影響業(yè)務(wù)不要求信道束中的每個信道都具有能滿足最大業(yè)務(wù)要求的容量
　　多信道射頻LAG引擎
　　在多信道系統(tǒng)中多信道引擎是關(guān)鍵的一部分。它把數(shù)據(jù)包優(yōu)化分配在信道束里，而且確保每個流中的數(shù)據(jù)包保持正確的序列。每個流的分配情況取決于當(dāng)時的 信道容量水平。不管怎樣，每個信道的屬性和帶寬容量可能都不一樣，例如，一個雙信道束可能是由一條14MHz和一條28MHz的信道捆綁而成。
　　
　　圖1. 多信道引擎將數(shù)據(jù)包優(yōu)化分配
　　在圖1中，信道數(shù)量N為4。吞吐量能達到3至5Gb/s，具體取決于分組壓縮效率，調(diào)制形式和鏈路尺度因素。N為8至10的多信道鏈路可以被用來把容量提高到10Gb/s的范圍。
　　多信道引擎能感知流量的QoS要求，以確保服務(wù)等級協(xié)議（SLA）有效。當(dāng)多信道鏈路的容量改變時，多信道引擎使用整條虛擬鏈路的實時狀態(tài)信息來調(diào)整整個信道束中的流量分配，改善頻譜效率。
　　冗余容量，無需冗余保護
　　與傳統(tǒng)提升微波鏈路容量的N+1技術(shù)不同，多信道系統(tǒng)不要求有冗余的保護信道來保護鏈路容量。相反，多信道系統(tǒng)使用信道束中活躍信道的冗余容量的概念。
　　當(dāng)自適應(yīng)調(diào)制被使用時，信道無須處在簡單的“開”或“閉”狀態(tài)，而可以是部分工作狀態(tài)，盡管此時的容量降低了。極少情況下，多信道束中的可用容量小于需求容量，此時承諾的高優(yōu)先級流量被保障傳輸，而最大限度流量則被舍棄。
　　從網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的立場來看，實現(xiàn)傳送承諾流量的可能性是非常高的，因為某條信道的劣化可以被信道束中其它信道里可用的額外容量所補償。
　　在擴展和保護微波鏈路時，傳統(tǒng)的N+1鏈路保護機制不支持冗余容量概念。如果信道容量降低了，所有的流量被轉(zhuǎn)移到專用的保護信道，浪費了劣化信道中的剩余容量。
　　增加微波容量和可靠性
　　有兩種方法可以利用多信道帶來的好處：
　　增加可靠性，但維持與傳統(tǒng)微波系統(tǒng)相同的容量
　　增加容量，但維持與傳統(tǒng)微波系統(tǒng)相同的可靠性
　　圖2顯示了當(dāng)目標為提高可靠性的同時維持原有容量水平時的可能情況。它對比了傳統(tǒng)的3+1系統(tǒng)和新的4+0多信道系統(tǒng)的可靠性。
　　
　　圖2. 多信道系統(tǒng)能夠在保持容量不變的情況下增加可靠性