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目录
第1章 5G基站如何升级到ORAN基站概述
1.1 ORAN的网络架构
1.2 O-RAN完全继承的5G协议规范和接口
- X2-C、X2-u
- GN-C、NG-u
- Xn-C、Xn-u
- F1-C、F1-u
- E1
这些接口,? ORAN与5G是完全一致的。
1.3?O-RAN对5G规范的扩展和开放
（1）O1接口：开放原先私有的M面的接口
（2）O2接口：开放原先私有的云平台的管理接口
（3）A1接口：增加智能化网元RIC
（4）E2接口：开放基站的资源资源管理接口
（5）Fronthual接口：开放原先私有的前传接口
这是最重要的一个接口，基于eCPRI协议，包括
- 以太网传输层
- S面
- M面
- C面
- U面
（6）白盒硬件接口：开放原先私有的硬件与软件的接口
- MAC层与L1加速卡之间的接口nFAPI接口
- RRU白盒化硬件接口
1.4?改进类别
（1）平台和传输层
（2）M面的改进：netconf的支持
（3）C面的改进：参考相关文章
（4）U面的改进：参考相关文章
（5）S面的改进：参考相关文章
1.5 改进的网元
（1）O-RU
（2）O-DU
（3）O-CU
（4）网管NMS
第2章 前传接口eCPRI
2.1 组网方式
- 对点对连接
- 通过以太网交换机连接
- 通过FHGW连接
2.2?eCPRI协议栈
eCPRI接口和相应的本身协议，为5G和ORAN共享，?并非ORAN专有。
因此本文重点关注相对于5G, O-RAN提出的新的、额外的需求。
2.3?基本的假定
（1）C面是基于以太网的
（2）U面也是基于以太网的
（3）每个端口物理端口有唯一的MAC地址
（4）DHCP server支持静态IP地址池
2.4?ORAN相关的标准规范
- O-RAN-WG4.CUS.0-v02.00 ,
- O-RAN-WG4.M-Plane.0-v02.00
第3章 O-RAN对以太网物理层的要求
O-RAN对物理层没有提额外的要求。
（1）M面的数据，可以与C/M/S共享相同的物理端口。
（2）M面的数据，也可以有独立的物理端口。
第4章 O-RAN对以太网MAC层的需求： vlan id
4.1 MAC层+VLAN帧结构
4.2 VLAN的设置
为了稳定eCPRI前传接口的传输延时，降低传输延时的抖动，提升整个系统的性能，避免网络负载中其他数据对eCPRI数据的影响，需要把eCPRI的数据封装的特定的VLAN进行隔离。
（1）C/U/S/M-Plane可以设置不同的vlan id
这就意味着可以通过vlan id识别C/U/S/M-Plane不同的数据流，特别是C/U。
（2）M面的Vlan id可以预先配置
（3）为M面指定唯一的VLAN id
C面和U面的VLAN id是与eAxC映射的，因此不是唯一的。
4.3?VLAN id与eAxC id的映射
为了进行不同厂家设备的互联互通，ORAN对VLAN id映射成eAxC id的方式进行了明确的规定。
（1）需支持把CC_ID（group of eAXC streams）映射成VLAN ID。
这就是意味着可以通过Vlan ID识别U面的天线载波, 实现eCPRI CPlane和U Plane数据流的隔离。
实现基于vlan id的C/U面数据流的识别，便于DU侧实现基于VLAN id负载均衡的能力。
支持的映射方法有：
- 一对一映射：每个CP/UP的CC_ID映射到不同的VlanID上。
- 多对一映射：多个CP/UP的CC_ID映射到相同的VlanID上。
- 所有对一映射：所有的CP/UP的CC_ID映射到相同的VlanID上，这是对对一映射的特例。这种情况是针对不需要负载均衡的部署场景。
详细请参考：DCM TP 3D.705。
（2）基于vlan id的负载均衡
在上述情形中，一个O-RU可以被多个不同厂家的O-DU共享。不同O-DU在同一个O-RU上部署不同的天线载波，O-RU通过VlanID来区分不同的不同O-DU的不同的天线载波。
（3）VLAN id的数量
VLAN id的数量取决于O-RAN的类型与支持的天线载波数。
- FR1的O-RU
最小需要VLAN id，即最小支持一个天线载波。
最大需要的vlan的个数，取决于O-RU支持的天线载波数。
从规范来看，目前建议最大支持8个天线载波，即最大八个VLAN id。
- FR2的O-RU
最少需要4个Vlan id，用于区分至少两个group的2个不同极化方向的载波。
最大需要的vlan的个数，取决于O-RU支持的天线载波数。
4.5?M面VLAN id的自动检测
（1）M面需要独立的Vlan ID, 以实现与C/U的数据流的隔离。
（2）为了降低管理的复杂性，O-RU需要能够自动检测M面的vlan id。可以配置支持自动扫描的vlan id范围。
VLAN id自动扫描需要与DHCP Client服务结合起来才能实现。
其基本原理是：在设定的VLAN id范围内，依次发起DHCP的流程，能够收到DHCP response的VLAN ，表明是Mplane的VLAN，详细过程如下：
- 如果先前已经保存了Mplane的Vlan id，则直接使用才VLAN id发起Mplane的DHCP 请求。
- 如果没有保存过的Mplane的Vlan id，则启动VLAN扫描过程。
- 现在配置的Vlan id范围内进行扫描，扫描成功，保存vlan id。扫描失败，则扫描所有的vlanID.
（3）DHCP扫描与探测
针对每个被选择的VlanId，RU都需要发起一次DHCP server的扫描与探测过程。
这个过程通过DHCP服务，检查所选择id的vlan上，是否有DHCP server，如果有，则认为该vlan id是mplane id。这就需要在网络部署时，DHCP server必须部署在Mplane所在的VLAN中。
第5章 O-RAN对以太网MAC层的需求： PCP
5.1 PCP说明
PCP:?Priority Code Point.
5.2 VLAN 优先级PCP的映射
为C/U/S/M-Plane不同面的数据进行PCP标记，设置/U/S/M-Plane不同面数据的优先级(Qos)，从而提高时间敏感网络中eCPRI流量的可靠性。?
ORAN定义了C/U/S/M-Plane默认的MAC层的VLAN优先级（上下行同时有效）
?从上图可以看出，默认情况下：
U-Plane和C-Plane的优先级为最高7.?
M-Plane的优先级为2，
其他数据流采用最低的优先级1.
但ORAN也要求可以配置他们的PCP优先级。
第6章 ORAN对TCP/IP层的需求
6.1 DSCP
DSCP差分服务代码点（Differentiated Services Code Point），IETF于1998年12月发布了Diff-Serv（Differentiated Service）的QoS分类标准。它在每个数据包IP头部的服务类别TOS标识字节中，利用已使用的6比特和未使用的2比特，通过编码值来区分优先级。
ORAN为M面的IP数据包定义了默认的优先级：18
6.2 IPSEC
无特殊要求
第7章 DHCP Client服务
7.1. DHCP 交换过程
7.2?Vendor特有的信息域
在传统的Fronthual接口中，由于是RU和DU是同一个厂家的，因此RU通常会通过DHCP client中vendor特有的信息域，携带产品类型、序列号等信息。
O-RAN规范中，不同的O-RU和O-DU能够实现互联互通，就需要移除这些信息，即使不移除，O-RU和O-DU的行为，也不要依赖于vendor特有的信息域。
7.3?选项143与自动配置引导服务器自动发现
（1）概述
Option 143（V4_ZEROTOUCH_REDIRECT)：用于O-RU的自动配置引导服务器自动发现
安全零接触配置（SZTP）是一种在网络设备以出厂默认状态启动时安全配置网络设备的技术。
这种自举策略使设备能够只需要执行物理放置、连接网络、电源电缆等操作，不需要手工执行任何配置，就可以自动安全地获取自举数据（初始配置数据）。
O-RU上电启动后，如果没有配置，处于出厂状态，则O-RU需要自动从Bootstrap（自动配置引导服务器）上下载配置文件，完成对自身的配置。
这里就存在一个问题，O-RU如何知道自举服务器或自动配置引导服务器的IP地址？
有几种策略：
（1）出厂前预先配置
这种方法优点：简单
最大的缺陷是：不同的运营商，不动的地区，器自举服务器（自动配合引导服务器）的地址是不同的，很难在出厂前预先配置。
（2）在DHCP获取IP地址时，通过DHCP optional从DHCP server获取。
优点：灵活，适应性强。也也是O-RAN建议采用这种方法的主要原因。
缺点：需要对DHCP server预先配置，适合与运营商网络，但在企业网中的实施就有些障碍，这要求重新配置企业网内部的DHCP server服务器，无法做到即插即用。
（3）Option?143
备注：
Option?143是DHCP标准的一部分，bootstra-server-list是IP地址，也可以是URL。
因此RU在拿到URL时，需要通过DNS client获取其对应的IP地址
第8章 DNS Client
因为DHCP client Option 143获取的是自举服务的地址是URL格式，因此需要把他转换成IP地址。这就需要DNS Client服务的支持。
第9章 PTP Client时钟同步
PTP时钟同步用于从外部的PTP server获得同步时钟。
第10章 启动过程
10.1 所有可配置的传输层参数汇总
（1）Vlan Id与CP/UP数据流e_AxC的映射
（2）M Plane Vlan ID的配置
（3）M Plane 物理端口的配置 （对RRU可选，主要针对BBU）
（4）M Plan VLAN id自动扫描的VLAN id范围
（5）CP/UP数据流的优先级PCP
10.2 启动过程
（1）前置条件
- 连接网络
- 在BBU的系统板上部署DHCP serve或DHCP relay
- 把RRU与BBU的Mplane端口连接起来。
（2）启动过程
- 选择VLAN ID
- DHCP serve扫描
- DHCP server回复DHCP offer
- 记录vlan id和获取的IP地址
- 记录自举服务器的URL list
- 在m plane的vlan上启动DNS服务，获取自举服务的IP地址
- 从自举服务下载初始配置文件
- 使用初始配置文件对RRU进行配置
- 初始化完成
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