圖2顯示了可實現的特定調制系數情況下的鏈路百分比–無論是最后一英里還是節點鏈路
圖2. 能支撐由于調制增加而導致的容量增加下降所需的鏈路數百分比
圖2揭示了3個要點:
· 當調制速率高于128QAM時,只有不到50%的鏈路能維持更高的增長。
· 在1024QAM時,鏈路的百分比降至25%。
· 當速率高于1024QAM時,支持更高階調制的可能性開始下降,但下降幅度減小。
包壓縮方案
包壓縮增益與承載包的長度和類型直接相關。
一旦運營商了解了包的業務特征,他們就能從包壓縮原理確定以容量增加百分比計算的增益。了解業務特征很關鍵,因為包壓縮得到的容量增益是包長度的函數,包越小則增益越高。這方面對移動回程應用特別重要,因為其話音主叫業務的包非常小,介于64至128字節之間。
包壓縮分析是基于保守的假定:
· 業務分布接近于IMIX特征
· 業務通過IPv4承載
· 業務引導是基于虛擬局域網(VLAN)并采用雙VLAN標記
基于這些假設,包壓縮實現約40%的增益,從而實現整個網絡容量從1.9Gb/s提高到約2.7Gb/s。
圖3對比了包壓縮與在14MHz信道上通過改變調制系數而獲得的凈吞吐量。為了簡化,僅顯示1024QAM為最大調制。實紅線代表通過包壓縮獲得的容量增益與凈無線容量之比。
圖3. 當凈吞吐量和包壓縮增加時系統容量增益減少
圖3揭示了2個主要觀點:
· 在給定的容量值情況下- 比如100Mb/s,以虛的藍黑線表示,可以使用低的調制系數來實現容量。在這個例子中,當使用包壓縮時,采用128QAM而不是512QAM。
· 低調制方案意味著較低的發射功率。在這個例子中,功率低5個dB,以兩個黃點線之間的差來表示。使用低功率可以節省能源成本,也能減少無線頻率(RF)的污染危害并降低整個網絡的干擾。
分析得出的決定
這個分析為微波網絡設計總結了關鍵的考慮:
· 發現提高調制方式最潛在的地方是無線網絡的末端,在這些地方HQAM能充分發揮作用;或者用于長途傳輸,這些地方的潛在干擾較少。
在短程傳輸,調制系數超過128QAM的HQAM應用可能性不大。即使在網絡末端,采用1024QAM以及更高階調制格式都必須仔細考慮,除非業務的可用性不是基本關注因素。這可能導致可用性從99.995%降低到99.99%。
對于已經運行在64QAM至128QAM的匯聚鏈路,提升到更高階調制格式可能沒有意義。這些鏈路通常被設計的運行值在99.999%,因為它們在網絡中間起業務傳遞的作用。
· 當短程應用中增加調制系數為擴容的基本方式時,具有一定的不確定性。比如,網絡狀況可能導致某一鏈路達不到期望的容量水平。
注:自適應調制是一個增加信道帶寬的有效選擇;但是這在本文中沒有討論,因為它是一項已經確定可應用于全網的技術。
交叉極化干擾消除(XPIC)是相對于HQAM更為可行的選擇。XPIC不是當前分析的一部分,但它可帶來2 倍的容量增加。XPIC在網絡中比HQAM更適用,但會帶來新的設備成本。相反,包壓縮僅提供1.4倍增益,但能在任何地方應用而不會改變無線環境。
· 除非網絡特殊的限制使得運營商只能采用一種方案,否則最好的方案一般是采用多種技術的混合。比如,在干擾比較嚴重的網絡匯聚點,組合XPIC和包壓縮可以為運營商增加3倍容量并可用于網絡的任何地方。
HQAM和包壓縮是互相獨立的技術,可以同時應用來擴充微波鏈路和網絡的容量。展望未來,基于包的擴容技術將在微波傳輸中擔當越來越重要的角色。這些技術支持在現有的射頻(RF)上增加容量而不會影響微波中與無線相關的CAPEX或OPEX投資。
隨著LTE、小蜂窩以及LTE-Advanced (LTE-A)更廣泛的應用,微波網絡需要更多的優化技術來滿足回程傳輸的要求。