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4G时代 风河OVP推动基站虚拟化


最近两年,随着移动互联网的飞速发展,原有3G网络在速度,容量等方面已经不能满足日益丰富的业务需求,各大运营商均开始筹备4G网络的建设,以在新一轮的网络建设中抢占先机。国务院常务会议日前明确也提出,年内将正式发放4G牌照,这标志着我国正式吹响了4G网络建设的号角。

电信网络呼唤虚拟化技术

与传统3G网络相比,4G标准所支持带宽更宽,容量更大,协议也更为复杂。特别是为降低小区间的相互干扰,提高小区用户的速率,4G标准大量采用了多蜂窝协作技术,这些均提高了基站基带处理的复杂度,相应的增加了设备成本。

传统上,无线网络的基站包含设备单元和基带处理单元,为保障服务质量,每个基站均需配备足够的基带处理单元(BBU),以满足业务峰值时的通信质量。但无线业务在时间和空间上的分布也是动态变化的,以北京为例,工作日的上班时间,访问量主要集中在城区,如国贸、中关村等地;而晚上的访问量主要集中在住宅集中区,如回龙观,天通苑等。这种业务分布的不均匀性导致昂贵的BBU在某些时段处于闲置状态,造成了某种程度上的浪费。全球的运营商都在寻找降低成本,提高系统性能及利用率的宝典。

众所周知,虚拟化技术可有效提高系统资源利用率,已经在IT领域得到广泛应用。其利用网络业务在时间和空间分布的非均匀性,将原本分散的服务器资源集中起来,统一进行管理和调度,能够有效提高计算和存储资源的利用率,进而降低管理、维护和运营成本。

但IT领域的虚拟化技术并不能直接应用于电信网络中。这主要是因为现有的虚拟化技术很难达到电信网络所要求的99.9999%的可靠性,以及支持大容量基站所必须的实时性,虚拟化技术要进入电信网络,必须在可靠性和实时性方面达到现有电信网络的标准。

风河OVP助力运营商网络虚拟化布局

针对电信网络对虚拟化的要求,全球领先的嵌入式和移动软件提供商美国风河系统公司推出Open Virtualization Profile(OVP),为新一代电信设备提供开源的高性能实时内核虚拟化技术,将延迟降至极低,并提供可靠的性能,帮助运营商能够随时随地根据需要,灵活迅速地部署新应用和服务,提高网络利用率,加快业务发展速度。

 

图1 风河OVP架构

如图1所示OVP架构,其采用行业标准服务器平台(如英特尔刀片服务器)进行基带信号处理,无需定制硬件设备,并可根据需要灵活配置CPU核,内存及其他设备(USB、PCI及以太网口等)。这也意味着,借助OVP,运营商可将基站中的物理设备功能进行集中替代,建构高性能的虚拟节点。并且,在节点之间实时迁移切换时,OVP能保证网络停顿时间低至500毫秒,确保资源的高效动态调度。

基于风河Linux KVM( Kernel-based Virtual Machine,基于内核的虚拟机及虚拟化解决方案)平台及其与Intel® Data Plane Development Kit的紧密集成,风河OVP可在不同虚拟机之间实现快速的上下文交换,其中断延迟低于20微秒,几乎接近于本机性能,满足电信网络的实时性要求。通过虚拟CPU和物理CPU的绑定,风河OVP可达到多核处理器系统分区及隔绝,不同应用程序在隔离虚拟机中运行,避免调用资源时出现交叉冲突。

风河OVP能够对虚拟机性能进行优化,并提供管理框架(OVirt/Openstack),以便于云服务的建立及管理;为方便网络设备商开发产品,OVP支持Yocto Project Linux, KVM,OpenStack,Open vSwitch、OpenFlow、OpenDaylight和Intel DPDK Accelerated Open vSwitch等开源技术,提供Prototype、Analyze、Diagnose及Test等相关工具,降低客户开发成本。

OVP支持在虚拟机上部署网络服务,用户开发出产品后,便能在网络中的任何位置(从接入点直到内核)提供服务,而中央管理中心可对网络资源按照需求进行灵活的规划、部署和协调,提升云服务能力。

风河OVP实现基站虚拟化

随着数据通信与多媒体业务需求的发展,运营商遭遇性能和成本等多方面的挑战,如何提高网络资源利用率成为其不得不面对的现实难题。尤其是随着4G建设大潮的带来,如何提高4G基站的资源利用率成为了运营商不得不面对的难题。

凭借OVP实时虚拟化技术的实力,云无线接入网络方案选择风河OVP产品作为软件支持,通过集中基站提高资源利用率。如图所示,该方案基于Intel Server及Chipset进行基带处理,软件平台采用OVP,将基站中的射频拉远模块RRU与基带处理单元BBU分离,实现了基带处理资源的动态调用,提高了资源利用率,并能有效降低维护成本。

 

图2 基于风河虚拟化技术的云无线接入网络结构图

基于KVM的高性能虚拟交换技术,OVP可保证快速包传输,低于20毫秒的中断延迟确保BBU对强实时性的要求,实现基站资源的高效动态调度。在今年早些时候风河与英特尔合作进行的演示项目中,采用KVM技术的LTE基站达到了传统基站相同的性能。

OVP的广泛运用

Wind River OVP 能让客户能在虚机上部署网络服务,而不会出现传统IT 类虚拟化产品所导致的性能下降,还能实现应用程序软件隔离,隔离各个执行环境和相关数据,保障运行时数据安全安全。

除了可在电信级网络中应用,在汽车、医疗等对实时性可靠性要求非常高的行业,以及工业和其他行业基于开源软件的新一代产品设计研发等场景,OVP都能帮助客户获得更多价值。

关于风河系统公司

风河(Wind River)公司是Intel® (NASDAQ: INTC)的全资子公司,也是全球领先的嵌入式和移动软件提供商。从1981开始至今,风河公司一直是嵌入式设备中计算技术的先锋。在当今世界中,已经有超过10亿台产品应用了风河公司的技术成果。风河公司总部设在美国加州的Alameda,在全球15个国家设有分支机构。关于风河的更多内容,请访问http://www.windriver.com/http://blogs.windriver.com/

媒介联系

李斯洁
市场专员
美国风河系统有限公司北京代表处
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武璟琨
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