多核心射频技术为微波链路实现Gb级传输性能

虽然光纤电缆在容量上一直优于微波，但许多通讯链路并不需要光纤的全部性能。随着更低成本与可更快部署的微波技术在容量上不断提升，微波在以往仅能由光纤实现的应用领域变得更具优势了。如今多核心射频技术的突破已将微波传输能力提高到前所未有的数千兆位/每秒（Gb/s）的容量水平，使系统设计人员能以更具成本效益的微波方案取代昂贵的光纤建置。

多核心技术不仅增加了容量，同时也延长了传输距离，同时还降低功耗与缩小体积，因而进一步降低总持有成本（TCO）。在实施远程配置时，多核心射频可降低传输链路的作业支出，同时确保无需太大的花费就能在日后进行网络升级。

多核心架构

这项突破性的多核心射频架构基于一款先进的平行射频处理引擎，该引擎基于Ceragon的基频调制解调器和RFIC芯片组打造。该架构已针对处理多个射频讯号流实现优化，相较于目前的技术，该架构倍增了传输容量、也提升了系统增益。使用射频终端核心的常见处理资源，多核心系统降低了功耗并保持较小封装，使其对于前端网络与小型基站回程网络等各种网络回程应用特别具有吸引力。

多核心系统示意图。

平行射频处理引擎使多核心射频迥异于其它紧密型多载波方案，后者其实就是将多个射频系统装进同一个机箱中。紧密型多载波方案并未提供多核心技术拥有的集中式资源等诸多好处。

灵活的工作模式

多核心射频技术本质上是普适的，可用于许多不同的部署场合。多核心射频开始可配置为一种大容量、单核心方案工作，以因应目前传输的诸多要求。随着网络演进，可远程启动第二个核心，以远高于过去的微波容量为其它各种应用实现性能优化，以因应任何回程网络、前端网络或其他部署应用。

基本性能：为了进行说明，以容量、传输距离和天线尺寸等方面考虑一款有高性能的通用、1+0单核心射频方案：

作业于单内核模式时，该射频具有类似于标准的性能，但由于其先进的调变（2048QAM）机制，因而还能提供额外容量。

使传输容量倍增：启动第二个核心将自动加倍单核心射频的带宽（在此使用相邻通道或与正交极化相同的频道，如交叉极化干扰抵消技术XPIC）。虽然显著提升了容量，但并未牺牲系统的增益或可用性，因为容量的提升来自以相同调变、相同发射功率和接收灵敏度，使用额外的载波，同时保持了相同的小尺寸。事实上，它实实在在提高了一倍的容量，而无任何折衷。

使链路距离倍增：还可利用多核心射频来增加传输距离。在进行建置时，多核心设备（FibeAir IP-20C）使用多载波自适应带宽控制将其传输的位串流分配给两个核心，从而实现了更低的调变方案，并显著提高系统增益（更高发射功率和更低接收灵敏度）。增加的系统增益可实现更长的通讯距离。多核心射频能显著增加链路覆盖范围，甚至可增加一倍的距离。

例如，我们可考虑这样一种情况：多核心射频，工作于1+0配置（只启动一个核心），在28MHz通道时采用2048QAM调变传输260Mbps。启动第二个核心后，可将调变降级为64QAM，且能传输更多容量：280Mbps（2×140Mbps，28MHz通道）。将调变从2048QAM降级为64QAM，并提升了4dB的发射功率和15dB的接收灵敏度，从而使整体系统增益提高了19dB，链路传输距离也延长了一倍，同时总容量增加20Mbps 。

使天线尺寸减半：多核心射频带来系统增益的提升可被用来缩小天线尺寸。根据射频经验显示，链路一端的天线尺寸每增加一倍，可增加6dB的链路预算。上例描述的提高19dB系统增益后，可被用来减半链路两端的天线尺寸（使用19dB增益中的12dB），而仍然多出7dB可用于进一步缩小链路两端的天线尺寸。更小尺寸天线的成本更低、需要空间更少，因此采用多核心部署，不仅降低网络厂商的硬件资本支出（CAPEX），减少讯号塔租赁费用也减轻厂商负担的营运成本（OPEX）开销。

单核心与多核心：当涉及不可避免的未来升级时，多核心的优势非常明显。考虑一个很现实的场景：为了满足不断成长的容量需求，现场执行中的1+0链路必须升级为2+0。以下针对单核心设备和多核心设备的升级进行比较。

单核心设备

单核心设备的升级复杂、耗时且花费不菲。它包括：

· 购买新射频 
· 指派安装团队到现场 
· 拆卸现有射频 
· 更换单体式射频天线接口，以因应两个载波的需要（单极化场合是耦合器，若使用XPIC则为OMT） 
· 整合新旧射频并重新装回 
· 连接两个射频至一个开关，提供L2 LAG以取得2+0多载波链路

多核心设备

为确保未来的可升级性，开始时，网络厂商可以单内核模式安装/执行多核心系统，在提供足以满足当前容量需求的同时，确保以后有能力在设备不间断工作的条件下，方便地扩大容量。多核心系统最初安装/设置为1+0、同于单核心射频，但可随时升级为2+0。当有必要升级为2+0时，厂商仅需：

· 远程上传授权并透过网络管理系统启动第二个核心 
· 不需要亲临现场，几乎没有停机时间；用户享有连续毫不间断的服务。 
· 不需额外开关，因为系统可在多个核心之间透过内部实施N+0多载波自适应带宽控制。Ceragon的方法以比L2 LAG更有效率的方式利用多信道能力。网络厂商享有比2+0系统（由单核心射频构造）更低得多功耗的好处，因为没有安装额外硬件，场地租赁费也不会增加。

总结

在单频通道上，多核心射频技术将微波容量提升至新高境界──Gb/s级的射频吞吐量。多核心微波方案的部署成本远低于昂贵的光纤建置，能以最具成本效益的方式解决目前的网络传输挑战。此外，由于天生具有普适性，多核心射频适用于多种部署场合，并可透过远程软件定义进行升级，以满足动态部署应用场合对于更大容量、更长传输距离的要求。多核心技术显著降低了厂商的资本开支和营运支出，同时确保网络可满足未来对于容量升级的需求。

作者：Ron Nadiv，Ceragon Networks研发副总裁

（参考原文：Multicore delivers multi-gigabits over microwave links ，by Ron Nadiv）