C-RAN組網(wǎng)時(shí)的CPRI時(shí)延抖動(dòng)測試方法及分析

　　圖6 BBU發(fā)出的CPRI信號解碼結果

　　圖7 RRU收到的CPRI信號解碼結果

　　五、抖動(dòng)測試步驟

　　當進(jìn)行完系統的時(shí)延測試時(shí)，下一步是進(jìn)行CPRI信號經(jīng)傳輸后抖動(dòng)的測量。這需要進(jìn)行一段時(shí)間內的多次連續測量并比較輸入信號和輸出信號間時(shí)延的相對變化范圍。測試步驟如下：

　　1)根據前面時(shí)延測量結果，對兩路信號間的固有時(shí)延在示波器里進(jìn)行補償，如圖8所示?？梢钥吹竭M(jìn)行補償后輸入和輸出信號基本重合。

　　圖8 固有時(shí)延的補償

　　2)設置示波器對通道CH1的K28.5同步字符觸發(fā)并進(jìn)行多次波形采集，這樣通道CH1的同步字符會(huì )一直保持在時(shí)間的零點(diǎn)，即屏幕的正中央。如果系統有抖動(dòng)，通道CH3的K28.5同步字符的發(fā)生時(shí)刻會(huì )有左右的時(shí)間變化。圖9分別是三次測量中，通道CH3的K28.5同步字符發(fā)生的時(shí)刻，可以明顯看到時(shí)延的變化情況。

　　圖9 三次測量中時(shí)延的變化情況

　　3)在示波器的Trigger Action里設置自動(dòng)保存測量結果，如圖10所示，可以設置自動(dòng)保存測量結果的次數。隨后用戶(hù)可以對測量結果進(jìn)行整理和統計分析。

　　圖10 設置自動(dòng)保存每次測量結果的拷屏

　　六、測試結果分析

　　采用前述的測試方法在機房環(huán)境理對市面上4家主流的設備廠(chǎng)商的無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)設備進(jìn)行了CPRI時(shí)延抖動(dòng)的測試。其中2家采用OTN傳輸方案，2家采用彩光直驅方案，測試中使用的光纖長(cháng)度從0km~15km不等，CPRI接口上承載9.8304Gbps的真實(shí)業(yè)務(wù)。每次測試都是在約3分鐘的時(shí)間內進(jìn)行30次測量并對結果進(jìn)行統計分析。

　　測試結論如下：

　　●采用OTN傳輸方案時(shí)，端到端由于設備造成的時(shí)延(扣除光纖時(shí)延以后)普遍在幾個(gè)us左右，抖動(dòng)約在2~4ns不等。這可能由于有OTN的成幀解幀過(guò)程會(huì )造成一定的時(shí)延和抖動(dòng)。收發(fā)端進(jìn)行精確的時(shí)鐘同步可能有助于減小時(shí)延抖動(dòng)。

　　●采用彩光直驅方案時(shí)，端到端由于設備造成的時(shí)延(扣除光纖時(shí)延以后)普遍在幾百ns左右，抖動(dòng)都300ps.這可能由于直驅方式?jīng)]有數據處理，所以時(shí)延和抖動(dòng)都較小。

　　●在機房環(huán)境下的短時(shí)間測量中，改變不同的光纖長(cháng)度造成的只是絕對時(shí)延的變化，對于抖動(dòng)的影響幾乎很小(100ps)。實(shí)際運營(yíng)情況下由于光纖造成的抖動(dòng)還有待研究。

　　從測試結果來(lái)看，彩光直驅和OTN傳輸造成的時(shí)延抖動(dòng)都沒(méi)有超過(guò)CPRI規范的8ns的要求。彩光直驅時(shí)由于設備本身造成的時(shí)延和抖動(dòng)相比OTN傳輸時(shí)都要小一個(gè)數量級。采用 OTN方案時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注在不同時(shí)鐘同步情況下的抖動(dòng)情況。

　　以上測試結果和實(shí)際預期一致，說(shuō)明測試方法是真實(shí)有效的。不過(guò)由于資源和時(shí)間所限，以上都是短時(shí)間、小樣本量的測試。實(shí)際運營(yíng)情況下的長(cháng)時(shí)間、大樣本量的測試還有待具體的測試環(huán)境。

　　七、測試方案優(yōu)缺點(diǎn)分析

　　這種基于實(shí)時(shí)示波器和光電轉換器的CPRI接口時(shí)延抖動(dòng)測試方法非常精確，測試儀表的硬件固有抖動(dòng)小于150fs,考慮到解碼精度帶來(lái)的誤差總體測量精度小于1個(gè)數據bit周期(對于9.8304G的CPRI信號來(lái)說(shuō)相當于約100ps)。因此，這種測試方案可以在目前沒(méi)有成熟傳輸測試儀表的階段有效完成精確的時(shí)延抖動(dòng)測量，方便設備廠(chǎng)商在研發(fā)階段進(jìn)行實(shí)際測試，也可供運營(yíng)商在前期規劃階段對不同組網(wǎng)方案進(jìn)行評估。

　　另外，這套測量方案的主體是高帶寬的實(shí)時(shí)示波器，這款設備還可以用用于BBR和RRU內部電路如SFP+、PCIE、DDR、時(shí)鐘等接口的調試。

　　目前這套測試方案的不足之處在于還不是全自動(dòng)的參數測試。測試前還需要手動(dòng)進(jìn)行示波器的設置，測試后還不能自動(dòng)對測試結果進(jìn)行統計分析。

　　不過(guò)綜合考慮測試精度以及可行性，這套方案基本可以滿(mǎn)足現階段進(jìn)行CPRI時(shí)延抖動(dòng)進(jìn)行摸底測試的需要，以推動(dòng)綠色無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)的商用化進(jìn)程。未來(lái)隨著(zhù)測試需求的進(jìn)一步增多，也有可能把這套測試方案開(kāi)發(fā)成自動(dòng)測試軟件。