eRelay解决无线回传问题的技术解析和其优势

由宏基站和Small Cell组成的HetNet网络将成为未来趋势，如何解决Small Cell的回传问题将成为网络部署的主要挑战之一。eRelay提供一种低成本、快速部署、满足性能的无线回传解决方案，让无线回传变得更简单，让风景变得更美丽。

2012年7月20日，世界摩托车特技赛在西班牙最大的斗牛竞技场——马德里拉斯班塔斯举行。作为著名的名胜古迹，拉斯班塔斯竞技场可容纳32000名观众，特别是在大型、世界级比赛期间往往座无虚席。为最大程度保护文物不受破坏，西班牙政府对竞技场新建小基站的网络建设提出了苛刻的要求，既要满足这次比赛的正常通信，又不能破坏整个竞技场的外观。

考虑到部署环境的复杂性，西班牙电信运营商采用Small Cell进行场馆部署，而Small Cell的传输布线会严重破坏整个竞技场的美观，最终华为eRelay无线回传解决方案大显身手，成功解决Small Cell的传输部署问题，满足了西班牙电信运营商的高要求。

Small Cell前景广阔

随着智能终端的普及和移动宽带业务的丰富，网络流量不断递增，尤其在热点区域，网络容量是普通区域的5－6倍，网络负荷能力受到前所未有的挑战，因此运营商对“管道”的要求越来越高。

为了满足移动数据业务的快速发展，运营商需要通过获取更多频谱资源、提升频谱效率、增加小区密度等几个途径来提升网络容量。一般而言，更多的频谱资源大约能提升4倍的网络容量，而增加小区密度则能提升8倍的网络容量。

宏基站可以通过小区劈裂或者增加基站数量来达到增加小区密度的目的，但是宏基站的安装空间要求比较高，站址获取比较困难。因此，体积小、功率低、部署灵活的Small Cell是未来提升小区密度的主流选择。Small Cell可以安装在建筑物的外墙、街边路灯杆上，这样能更好地满足热点区域用户的移动宽带数据业务需求。

研究机构ABI预测，到2017年全球Small Cell市场空间将达到144.3亿美元，并且室外Small Cell每年保持53.8%的增长率，预计到2017年将达到930万台。伴随着Small Cell的增长，如何解决Small Cell的回传问题将成为网络部署的主要挑战之一。

eRelay解决方案放异彩

目前Small Cell的传统回传方案包括光纤、xDSL和微波。其中，光纤具有大容量和低时延优势，但是光纤的部署周期长，而且成本较高。xDSL可以提供基本的传输功能，但是xDSL无法满足大带宽的传输。微波只支持视距传送，对于非视距（NLOS）场景，微波方式需要增加节点数量，将原来非视距的传播路径变成多段视距的路径，这样不免增加CAPEX和OPEX。

根据ABI的咨询报告，OFDM NLOS技术将会在小基站回传领域占据重要位置，2016年甚至会成为应用最广的传输技术。华为eRelay就是基于OFDM NLOS为运营商提供的一种低成本、快速部署和高性能的无线回传解决方案。eRelay采用点对多点（PtMP）和非视距（NLOS）技术，安装灵活方便，能满足HetNet部署的多样化要求，从而能帮助运营商加速Small Cell的部署。

eRelay解决方案包括eRelay基站（eRelay BS）、eRelay远端接入点（RRN）和网元管理设备M2000。RRN通过空口与eRelay BS进行连接，M2000对RRN和eRelay BS进行集中操作维护管理，提升网络运维效率。eRelay解决方案的特点如下：

应用场景多样化：eRelay BS可以与现网宏站共享站址资源，并通过远端接入点RRN为热点区域、室内覆盖区域以及郊区的Small Cell提供传输回传。

安装灵活方便：eRelay BS采用先进的分布式架构，包括基带单元（BBU）和射频单元（RRU）。其中BBU可以单独放置在室内机柜中，或者放置在华为室外一体化电源APM30H机柜中，同时解决BBU的供电和安装问题；RRU支持抱杆、上塔、挂墙或者靠近天线安装以便减少馈线衰减，提升eRelay的回传距离。RRN支持抱杆或挂墙安装，并支持PoE（Power over Ethernet）供电。

支持点到多点传输：eRelay采用点到多点技术，即一个eRelay BS采用扇区化定向天线提升覆盖范围，能同时满足多个远端点RRN下Small Cell的回传要求，减少回传设备的安装成本。多个RRN共享空口资源，通过eRelay自身的QoS和队列调度算法，以及不同RRN下Small Cell的数据吞吐量需求进行空口资源动态分配，从而提高空口资源的利用效率。此外，eRelay BS下的不同RRN之间可以直接进行数据转发，从而提供Small Cell的业务本地交换能力。

支持非视距传播：eRelay具有非视距传播能力，使eRelay BS和远端接入点RRN的安装、调测和维护更加简单方便，减少运营商的维护成本，满足复杂环境下Small Cell的灵活部署要求。

提升传输带宽：在性能方面，eRelay采用64QAM高阶调制方式和多天线MIMO技术提升eRelay空口吞吐量，使单载扇传输带宽达到下行80Mbps、上行50Mbps。

运维管理简单：运营商利用现网M2000网管设备，便可以对eRelay BS和RRN进行维护操作和软件版本升级，实现对eRelay的远端集中式维护，从而降低总体运维成本。M2000网管设备提供eRelay BS和远端接入点RRN的告警、信道质量和吞吐量等统计信息查看，同时RRN提供方便的LED指示灯帮助工程师进行故障判断。

支持演进，保护投资：随着TD-LTE整个产业的逐步成熟，运营商可以通过软件和硬件升级，把现网eRelay基站演进为TD-LTE基站，从而保护前期投资。

eRelay关键技术解析

支持L2层传输

eRelay的主要应用场景是为Small Cell设备提供最后一公里的回传服务，而二层传输对于这种场景最适宜。运营商不需要给eRelay BS和RRN预留IP地址，因此不需要配置额外IP路由，Small Cell通过网线连接RRN即可实现即插即用，从而减少IP地址的额外消耗，减轻整网的IP路由配置工作量，降低网络的TCO。

支持VLAN组网

相对于传统的以太网拓扑，eRelay在每个VLAN范围内能抑制广播报文以减少不必要的转发导致的开销，并增加整体传输性能，且eRelay会针对VLAN进行传输隔离，增加局域网安全性。

在日常运维中，运营商可以通过M2000控制抓取eRelay BS以太口上指定包含源地址、目的地址和VLAN的报文，被抓取的报文将缓存在eRelay BS上并可以下载到本地工作站以做进一步分析，同时eRelay BS可以对传输端口进行本地环回检测，方便日常运行维护。

支持时钟同步

同步是无线系统最重要的需求之一，基站需要高精度的时钟系统支持以消除切换时业务中断的隐患，特别是各种制式的3G网络，如TD-SCDMA、CDMA2000等，不但要求高精度的频率同步，还对相位同步有严格要求。

eRelay可以使用GPS或者IEEE 1588v2作为同步时钟源，解决自身的同步需求。同时，eRelay支持透传IP时钟报文来为UMTS和LTE FDD提供频率同步。

具备端到端QoS保障能力

QoS是eRelay最重要的特性之一，eRelay提供面向业务流的区分服务模型（DiffServ）。

根据NGMN定义的Small Cell流量模型，在网络部署中，如果eRelay为每个Small Cell都提供支持峰值速率的回传能力，会极大地增加建网成本；同时，由于忙时用户数大，从地理分布上看会有更多的用户处于弱覆盖区域，导致忙时小区吞吐率远小于闲时吞吐率，因此忙、闲时刻Small Cell对于回传流量的需求相差很大，所以按照最大吞吐率提供的回传资源在忙时都会被浪费。eRelay系统对成本和支持的回传带宽进行平衡，采用忙时平均带宽的120%作为回传带宽的需求基准，保证业务质量、降低建网成本。