【ICTC2019】李俊：有线网络承载4G/5G接入研究(2)

用DOCSIS网络支持4G、5G回传的挑战，除了吞吐量以外，主要有两个：一是延迟，二是时间同步的问题。对于延迟来说，DOCSIS的典型延迟是10-15毫秒，是无法支持RPD之间的通讯需求。对于时间同步的要求也一样，DOCSIS的本身特性，它引起的上下性不对称，引起时间的抖动，所以对时间的同步上都有一定的挑战和困难。

对于低延迟的情况来看，CableLabs自2018年开始推动，2019年进展迅速，它们专注研究在DOCSIS承载移动流量的各种使用场景，包括前后回传、中间回传和后向回传。XHaul，这是覆盖所有场使用场景的概括术语。反向回传是CU和CORE之间的接口，中间回传是CU和DU之间的接口，前向回传是RU和BBU之间的接口。

对于Xhaul怎么样降低时延，最主要的一点是联合调度。对于DOCSIS和移动网络的上行数据的请求，机制都是类似的，也就是说，当我收到数据以后，发出请求，之后再进行授权，指定在某一个时间进行发送数据，然后再发送出去。对于无线网络当中基站和手机之间的通信完全是类似的，通常情况下，DOCSIS网络中的延时最少也是5毫秒，对于空口的请求延时大概是在18-24毫秒，但是如果你在数据有丢包的情况下，延时会更小。当我的基站收到了手机数据请求以后，同时通过一个带宽报告，把数据发送的信息共享给CMTS，然后CMTS主动进行一个时序的预分配。也就是说，把原来数据请求的串行机制，现在变成一个并行的机制，提前让CMTS做了数据的授权和调度工作，这样可以降低在CMTS之间联合的时延达到1-2毫秒。

（图示）还有另外一个工作小组，是研究低延时的DOCSIS，低延时DOCSIS是降低DOCSIS网络延迟的另一并行工作。DOCSIS主要的延迟是来自于右侧的这张表格，相当于是排队，因为队列的影响是最主要的影响，其次的影响就是数据请求的机制。低延时DOCSIS规范中主要解决的问题，是在前两个主要的主因上，对于排队的话，它采用双队列的情况，就是把低延时的业务和普通其他的标准业务流程，把队列单独拆开。对于数据的捕获，它是引入了授权机制，去进一步降低延时。目标是希望能够把DOCSIS内部的延时降到5毫秒，理想情况下甚至达到1毫秒以下。

（图示）CommScope做了低延时DOCSIS的预研究，我们做了队列的区分，就是双业务流，基本符合我们的预期，我们会进一步优化，实现协议要求的5毫秒以下。区分低延迟业务和其他业务流实现了稳定的6-7毫秒延迟，符合预期。

（图示）对于同步的情况，这张是DOCSIS3.1情况下，DAA上的部署。Core和RPD需要在频率和相位同步，相位的精准度在1毫秒左右。RPD的频率精度会在500ppb-5ppm之间。右侧的表是常用的3G、4G技术对于时间同步和频率同步的时间要求，我们可以看到对于平分情况下的4G，实际上只有频率的要求，对于高级LTE的情况下，是不仅有平分，而且会有时分的要求。

（图示）CableLabs有一个专门工作小组，制定使用DOCSIS网络，支持移动回传的具体需求，这个工作小组在2017年年底开始工作。D01草案包括全网支持1588情况下，也就是说所有网元都是使用G.8275.1配置的1588边缘时钟，而且性能满足6.8273.2性能要求，DOCSIS支持频率同步的需求。还有就是全网支持syncE情况下，DOCSIS支持频率同步的需求。最后是I-CMTS使用场景。

（图示）在这个规范当中，对于DOCSIS本身来说，在时钟的分发当中，CMTS是工作在一个类似于1588的边缘时钟的工作方式下。也就是说，对于CMTS来说，相当于从上端接收PTP的时延信息，然后通过新定义的时钟协议，把相应的时间戳信息传递给CMTS，然后再提供精确的信息。(责任编辑：方向)