Keysight Time Sync Analyzer — O-RAN — высокопроизводительный эмулятор O-DU для тестирования O-RU в сетях 5G O-RAN
Time Sync Analyzer — O-RAN
Высокопроизводительный эмулятор O-DU для тестирования и валидации радиоблоков O-RU в сетях 5G O-RAN
Введение
Индустрия мобильных сетей движется к открытой, интеллектуальной, виртуализированной и полностью совместимой архитектуре Radio Access Network (RAN). Архитектуры открытого fronthaul и дезагрегация gNB требуют комплексного анализа элементов RAN: O-RU, O-DU и O-CU. Радиоблок O-RU должен поддерживать преобразование радиочастотных и цифровых сигналов, обработку Low-PHY для разделения 7.2x и строгую временную синхронизацию. Дополнительные сложности создают технологии Massive Multiple Input and Multiple Output (MIMO) и beamforming, применяемые для повышения спектральной эффективности, энергосбережения, снижения энергопотребления и стоимости. По мере вывода на рынок радиоблоков massive MIMO O-RAN (O-RU) производителям чипсетов и сетевого оборудования необходимо проверять соответствие O-RAN, работу beamforming и производительность massive MIMO, чтобы обеспечить заявленные для 5G покрытие, ёмкость и качество обслуживания пользователей.
Keysight Time Sync Analyzer (TSA), расширяющий портфель решений Open RAN Studio, представляет собой высокопроизводительный эмулятор O-DU, предназначенный для тестирования и валидации CUSM Plane радиоблоков O-RAN с MIMO и massive MIMO. Под управлением приложения Keysight Open RAN Studio он тестирует O-RU и чипсеты с генерацией и анализом стимулов CU Plane, соответствующих O-RAN Split 7.2x, позволяет формировать тестовые векторы для DUT, захватывает восходящие коммуникации O-RAN и выполняет измерения, необходимые для валидации функциональной работы и производительности O-RU при пропускной способности fronthaul до 600 Гбит/с.
Keysight 5G Open RAN Studio — обзор решения
Keysight Open RAN Studio, разработанный для тестирования радиоблоков 5G O-RAN (O-RU), предоставляет мощные и удобные возможности эмуляции O-RAN Distributed Unit (O-DU): генерацию тестовых векторов CUSM Plane, соответствующих O-RAN, захват откликов DUT и выполнение измерений, необходимых для проверки соответствия O-RU стандартам и требованиям к радиочастотным характеристикам.
Open RAN Studio включает специализированные инструменты O-RAN для формирования, воспроизведения, захвата и измерения трафика O-RAN на специализированной аппаратной платформе. Готовая интеграция с Keysight PathWave Signal Generation и программным обеспечением 89600 VSA обеспечивает формирование и анализ сложных сигналов 5G NR и LTE, извлечение и экспорт IQ-векторов для расширенного анализа модуляции принимаемых RF/mmWave-сигналов и радиотехнических характеристик. Кроме того, при совместном использовании с анализаторами спектра и источниками сигналов Keysight интегрированное решение Open RAN Studio обеспечивает комплексные междоменные многоканальные измерения RF/mmWave и протоколов O-RAN для радиоблоков FR1 и FR2, а также трактов Downlink (DL) и Uplink (UL).
Дополнительные сведения приведены в кратком описании решения Open RAN Studio.
Open RAN Studio для тестирования радиоблоков 5G O-RAN (O-RU)
Open RAN Studio предоставляет тестовую среду, которая включает инструменты и интегрируется с ними как в RF-домене, так и в протокольном домене, что позволяет полноценно тестировать радиоблок O-RU, соответствующий требованиям O-RAN CUSM.
Для обеспечения согласованности измерений на RF- и Baseband-сторонах O-RU программное обеспечение Open RAN Studio использует те же передовые методики формирования и измерения сигналов 5G NR и LTE, которые применяются в анализаторах спектра и источниках сигналов Keysight. Такая тесная связка обеспечивает точное соответствие сообщений CU Plane и информации Baseband сигналам, захватываемым на RF-стороне радиоблока.
Time Sync Analyzer для валидации CUSM Plane O-RU
Time Sync Analyzer — высокопроизводительная аппаратная платформа Open RAN Studio Player и Capture. Она расширяет портфель решений Open RAN Studio и обеспечивает пропускную способность fronthaul до 150 Гбит/с при 25GE и до 600 Гбит/с при 100GE для тестирования massive MIMO и beamforming. Система предназначена для формирования высокоточного и стабильного источника синхронизации для O-RU, а также для расширенной валидации и характеризации S-Plane. В сочетании с проверенным приложением Open RAN Studio мощная платформа Time Sync Analyzer обеспечивает покрытие тестов CUSM Plane для валидации fronthaul O-RU в одной системе и может использоваться совместно с Signal Analyzer/Signal Generator для проверки соответствия O-RAN и 3GPP. Благодаря высокой пропускной способности fronthaul TSA и MTRX для анализа beamforming massive MIMO Keysight предлагает первое в отрасли решение O-RAN для wraparound-тестирования, предназначенное для решения задач тестирования Massive MIMO.
Основные преимущества
Ключевые возможности
Подробный перечень возможностей Open RAN Studio Builder/Player/Capture/Explorer/IQ Extractor и PathWave VSA приведён в техническом описании Open RAN Studio.
Комплексная валидация CUSM Plane O-RU
Time Sync Analyzer под управлением приложения Open RAN Studio задействует C-Plane, U-Plane, S-Plane и M-Plane при тестировании O-RU. Он настраивает радиоблок через M-Plane, воспроизводит файлы стимулов, сформированные Open RAN Studio Builder, через Ethernet-интерфейс O-RAN и работает как PTP TimeTransmitter (и SyncE) для синхронизации радиоблока. Благодаря широкому набору тестовых опций и высокоточному источнику синхронизации Time Sync Analyzer обеспечивает комплексную валидацию O-RU в соответствии со спецификациями O-RAN.
Пропускная способность и ёмкость Massive MIMO
Time Sync Analyzer оптимизирован для тестирования beamforming massive MIMO, пропускной способности данных и ёмкости. Он обеспечивает пропускную способность данных CU Plane до 150 Гбит/с при 25GE и до 600 Гбит/с при 100GE, соответствует требованиям fronthaul радиоблоков Massive MIMO с 16 и более слоями и поддерживает широкий диапазон полос пропускания.
Тестирование соответствия O-RU S-Plane
Рабочая группа O-RAN Working Group 4 определяет тестирование соответствия O-RU для CUSM Plane.
Time Sync Analyzer специализирован для тестирования соответствия O-RU S-Plane с интегрированной поддержкой CUSM Plane в единой системе fronthaul и обеспечивает управляемую детерминированную тестовую среду, полностью соответствующую спецификации WG4 Conformance Test. Он также предоставляет расширенные возможности тестирования S-Plane для характеризации характеристик синхронизации функциональных блоков радиоблока и тракта end-to-end.
Примечание. Для измерения ошибки частоты и ошибки времени на радиоинтерфейсе совместно с VSA может использоваться ряд аппаратных анализаторов сигналов, включая VXT, MXA, PXA и UXA.
Поддерживаются следующие два тестовых случая, определённые для тестирования соответствия O-RU S-Plane:
| Тестовый случай | Описание |
|---|---|
| 3.3.2 | Функциональное тестирование O-RU с использованием профиля ITU-T G.8275.1 (LLS-C1/C2/C3). |
| 3.3.3 | Тестирование производительности O-RU с использованием профиля ITU-T G.8275.1 (LLS-C1/C2/C3). |
Для функционального теста 3.3.2 Time Sync Analyzer выполняет следующее:
Для теста производительности 3.3.3 Time Sync Analyzer выполняет следующее:
Кроме того, Time Sync Analyzer предоставляет расширенные возможности тестирования S-Plane для проверки функции синхронизации и характеризации производительности функциональных блоков радиоблока и тракта end-to-end.
Гибкая архитектура для повышения производительности
Time Sync Analyzer имеет гибкую заводскую конфигурацию и многопользовательскую архитектуру. Он поддерживает одного тестового пользователя на каждую Line Card и до трёх тестовых пользователей на систему, позволяет совместно использовать систему для параллельного выполнения тестов и экономит место в стойке и электроэнергию. Пользователь может задействовать полную производительность системы для тестирования характеристик радиоблоков massive MIMO либо разделить её между несколькими пользователями для независимого одновременного тестирования нескольких O-RU.
Технические характеристики Time Sync Analyzer
| Ключевые характеристики | Подробности |
|---|---|
| Платформа | •Аппаратная платформа Time Sync Analyzer. •1 Timing Card с опцией Rubidium. •До 3 Ethernet Line Card, заводская конфигурация. |
| Timing Card | •Внутренний опорный генератор (с Rubidium): ◦Стабильность частоты по температуре: < 1 × 10-10. ◦Кратковременная стабильность (Tau 10 с, TDEV): 30 пс или лучше (типично). ◦Долговременная стабильность (Tau 1000 с, ADEV): < 1 × 10-12. •Порты SMB FlexREF 1 и 2: ◦Вход опорной частоты и фазы: 10 МГц и 1 PPS. •Порты SMB FlexIO 1–4: ◦Выход опорной частоты: от 2,2 Гц до 10 МГц. ◦Выход фазовой опоры (1 PPS). ◦Тестовый вход: 1 PPS или от 0,9 Гц до 10 МГц. •Входы FlexIO: от +0,1 до +3,3 В; входное сопротивление 50 Ом. •Выходы FlexIO: прямоугольный сигнал +1,65 В на нагрузке 50 Ом. •Встроенный многосистемный GNSS-приёмник (GPS, GALILEO, QZSS). •Интерфейс ToD+ с разъёмом RJ48, поддерживает данные в формате ITU-T G.8271. |
| Ethernet Line Card | •2 Ethernet-порта на каждую Line Card с SFP28 и QSFP28. •Поддержка скоростей 10/25/100GE; лицензия на скорость приобретается для каждой карты. •Независимые скорость и режим работы для разных Line Card. •Буфер захвата на порт: Tx 512 МБ, Rx 512 МБ. •4 разъёма SMB PortIO для триггерного выхода: ◦1 PPS. ◦Pulse per Radio Frame. ◦Выход триггера начала Stimulus. •Выходы PortIO: прямоугольный сигнал +1,65 В на нагрузке 50 Ом. |
| Control and User Plane | •Ethernet, VLAN, eCPRI и O-RAN. |
| M-Plane | •Встроенная поддержка M-Plane. •M-Plane на любом или на всех Ethernet-портах. •DHCPv4/v6, LBM, Netconf, eCPRI One-Way Delay Measurement, SFTP. |
| Синхронизация | •Эмуляция PTP TimeTransmitter или TimeReceiver с поддержкой G.8275.1/G.8275.2/1588v2-2008. •Динамическое обновление класса часов PTP. •Генерация постоянной ошибки времени (cTE) и динамической ошибки времени (dTE) для часов PTP. •Генерация сообщений SyncE и ESMC. •Динамическое обновление уровня качества ESMC. •Генерация и измерение wander в соответствии с ITU-T G.8262/G.8262.1. •Точность генерации и измерения PTP TE: 1 нс или лучше, типично. |
| Глубина памяти Stimulus | •10 кадров (512 МБ). |
| Функции воспроизведения | •Настраиваемый MAC-адрес назначения DUT. •Динамический System Frame Number (SFN) при воспроизведении. •Однократное или многократное воспроизведение файла Stimulus. •Настройка запуска воспроизведения кадров на следующей границе 10 мс. |
| Пропускная способность | •50 Гбит/с на Line Card и 150 Гбит/с на систему при скорости линии 25GE. •200 Гбит/с на Line Card и 600 Гбит/с на систему при скорости линии 100GE. |
| Общие характеристики | •Веб-интерфейс пользователя. •Отдельная система Windows для размещения приложений Open RAN Studio. •API автоматизации: Python, RestAPI. |
| Шасси | •Комплект для монтажа в стойке и настольной установки входит в поставку. •Размеры: 3RU, 17,27 дюйма (438 мм) × 14,61 дюйма (371 мм) × 5,21 дюйма (132 мм). •Масса: 29,9 фунта / 13,6 кг (при максимальной конфигурации из 3 Line Card). •Уровень шума: 60 дБА в нормальном режиме, максимум 70 дБА. •Температурные условия: ◦Рабочая температура: от 5 °C до 40 °C (от 41 °F до 104 °F). ◦Рабочая влажность: от 10 до 85 % RH, без конденсации. ◦Температура хранения: от -40 °C до 70 °C (от -40 °F до 158 °F). ◦Влажность хранения: от 5 до 95 % RH, без конденсации. •Входное питание: ◦100–127 Vac / 200–240 Vac, 10 / 5 A, 50/60 Гц (×2), или ◦100–127 Vac / 200–240 Vac, 10 / 5 A, 50/60 Гц (×1). •Потребляемая мощность: ◦Система с 1 Line Card — максимум 380 Вт, типично 268 Вт. ◦Система с 2 Line Card — максимум 540 Вт, типично 328 Вт. ◦Система с 3 Line Card — максимум 700 Вт, типично 388 Вт. |
| Безопасность | •UL 62368-1 / CSA C22.2 No. 62368-1. •EN 62368-1 / IEC 62368-1. |
| Излучение и помехоустойчивость | •FCC Part 15B, Class A. •CAN ICES-003(A)/NMB-003(A). •EN 55032 Class A / EN 55035 / EN 61000-3-2 / EN 61000-3-3. •AS/NZS CISPR 32 Class A. •KS C 9832 Class A / KS C 9835 / KS C 9610-3-2 / KS C 9610-3-3. •VCCI – CISPR 32 Class A. |
| Регуляторные одобрения | •CSA (США, Канада). •CE (Европа). •UKCA (Великобритания). •RCM (Австралия). •KCC (Корея). •VCCI (Япония). |
| Экологические требования | •RoHS Directive 2011/65/EU; Annex II, Directive (EU) 2015/863. •WEEE Directive 2012/19/EU. •China RoHS. |
Информация для заказа
| Партномер | Описание |
|---|---|
| Программное обеспечение решения Open RAN | |
| U5040BSCB (обязательно) | Open RAN Studio Application Suite, включает: •Open RAN Studio Builder. •Open RAN Studio Player. •Open RAN Studio Capture. •Open RAN Studio Explorer. |
| N7631ORNC (обязательно) | Программное обеспечение PathWave Signal Studio Pro для формирования сигналов 5G NR. (Генерация сигналов для U5040BSCA.) |
| U5040IQEB (опционально) | Опция IQ Extraction для Open RAN Studio. (Для анализа извлечённых IQ-файлов требуется 89601BHNC.) |
| 89601200C (опционально) | Программное обеспечение PathWave 89600 VSA. (Базовый векторный анализ сигналов и подключение аппаратуры.) |
| 89601BHNC (опционально) | Анализ модуляции 5G New Radio для 89600 VSA Software. (Требуется базовое программное обеспечение VSA 89601200C.) (Для извлечения IQ из пакетов O-RAN требуется U5040IQEA.) |
| Аппаратная платформа Time Sync Analyzer | |
| 941-0120 | Keysight Time Sync Analyzer Appliance and Base Software. Устройство 3U для монтажа в стойке, ВКЛЮЧАЕТ: аппаратную платформу Keysight Time Sync Analyzer, базовое программное обеспечение Keysight Time Sync Analyzer, обеспечивающее ввод/вывод опорной синхронизации 10 МГц и 1 PPS, а также вход опорной синхронизации GPS и TOD; 2 модуля питания; 1 комплект для монтажа в стойке; 1 комплект поставки. ТРЕБУЕТСЯ: 1 Timing Card и минимум 1 Ethernet Line Card. ПРИМЕЧАНИЕ: дополнительные аппаратные аксессуары можно приобрести отдельно для повышения доступности системы или в качестве резерва. |
| 944-1801 | Keysight Time Sync Analyzer TIMING Card (944-1801): обеспечивает управление и распределение системной синхронизации от внутренних и внешних источников времени, вывод сигнала синхронизации во внешнюю систему, поддерживает тестовые входы/выходы и триггерные входы/выходы. |
| 944-1802 | Keysight Time Sync Analyzer TIMING Card with Rubidium (944-1802): обеспечивает управление и распределение системной синхронизации от внутренних и внешних источников времени, вывод сигнала синхронизации во внешнюю систему, поддерживает тестовые входы/выходы и триггерные входы/выходы. |
| 944-1811 | Keysight Time Sync Analyzer 2-port Ethernet Line Card (944-1811): поддерживает 2 Ethernet-порта с физическими интерфейсами SFP28 и/или QSFP28. ТРЕБУЕТСЯ: приобрести минимум одну Speed Option. |
| Программные опции Time Sync Analyzer | |
| 930-7200 | Keysight Time Sync Analyzer Ethernet Line Card 100G Speed Enablement (930-7200): включает скорость QSFP28 100G ровно для одной Ethernet Line Card. |
| 930-7201 | Keysight Time Sync Analyzer Ethernet Line Card 25GE Speed Enablement (930-7201): включает скорость 25GE ровно для одной Ethernet Line Card. |
| 930-7202 | Keysight Time Sync Analyzer Ethernet Line Card 10GE Speed Enablement (930-7202): включает скорость 10GE ровно для одной Ethernet Line Card. |
| 930-7301 | Keysight Time Sync Analyzer Advanced Software (930-7301): включает внесение и измерение искажений цифрового тактового сигнала и Clock Quality Analysis. ТРЕБУЕТСЯ: пакет базового программного обеспечения Keysight Time Sync Analyzer 930-7300. |
| 930-7302 | Keysight Time Sync Analyzer IEEE 1588v2 (PTP) Generation and Measurement (930-7302): включает эмуляцию PTP TimeTransmitter и TimeReceiver для тестирования G.8273.x Boundary Clock, Transparent Clock и Ordinary Clock; включает сбор TIE и анализ качества тактового сигнала по производным метрикам. ТРЕБУЕТСЯ: Keysight Time Sync Analyzer Advanced Software 930-7301. |
| 930-7303 | Keysight Time Sync Analyzer SyncE Clock Generation and Measurement (930-7303): включает генерацию и анализ ESMC для EEC и enhanced EEC clock в соответствии с ITU-T G.8264, а также сбор TIE и анализ качества тактового сигнала по всем производным метрикам. ТРЕБУЕТСЯ: Keysight Time Sync Analyzer Advanced Software 930-7301. |
| 930-7305 | Keysight Time Sync Analyzer O-RU S-Plane Conformance Test for O-RU (930-7305): включает тестирование соответствия O-RU S-Plane для функциональных тестов и тестов производительности в соответствии со спецификацией O-RAN WG4 S-Plane Conformance. ТРЕБУЕТСЯ: Keysight Time Sync Analyzer Base Software 930-7300. |
| 930-7306 | Keysight Time Sync Analyzer Custom Traffic Generation (930-7306): включает Custom Traffic Generation для оценки характеристик синхронизации. ТРЕБУЕТСЯ: Keysight Time Sync Analyzer Advanced Software 930-7301. |
| Примечание: 930-7305 включает набор функций для тестирования соответствия O-RU S-Plane, который является подмножеством 930-7302 + 930-7303. | |
| Оптика и кабели | |
| SFP28-SR-XCVR | Подключаемый оптический трансивер SFP28 Dual-Rate: 25GBASE-SR 25GE и 10GBASE-SR 10GE. |
| SFP28-LR-XCVR | Подключаемый оптический трансивер SFP28 Dual-Rate: 25GBASE-LR 25GE и 10GBASE-LR 10GE. |
| QSFP28-SR4-XCVR | Подключаемый оптический трансивер QSFP28 100GBASE-SR4 100GE, MMF (многомодовое волокно), 850 нм, дальность 100 м (948-0036). |
| QSFP28-LR4-XCVR | Ixia, подключаемый оптический трансивер QSFP28 100GBASE-LR4 100GE, SMF (одномодовое волокно), 1310 нм, дальность 10 км (948-0038). |
| SFP-PLUS-SR-XCVR-D-T | Подключаемый оптический трансивер SFP+ 10/1GBASE Dual Rate SR, MMF (многомодовое волокно), 850 нм, дальность 300 м, LC. |
| SFP-PLUS-LR-XCVR-D-T | Подключаемый оптический трансивер SFP+ 10/1GBASE Dual Rate LR, 1310 нм, MMF (одномодовое волокно), дальность 10 км, LC. |
| 0950-6311 | Адаптер USB 3.0 — Gigabit Ethernet. Eaton / Tripp-Lite U336-000-R. |
Возможность автоматизации с помощью собственного ПО: интеграция, автоматизация измерений, собственные база данных и VISA-мост.
СПОАИ — специальное программное обеспечение для автоматизации измерений, разработанное на мощностях "Акметрон" — отечественного разработчика программного обеспечения, производителя и крупнейшего поставщика оборудования с 2012 года.
Это клиент-серверное приложение с многопользовательской распределённой архитектурой, которое решает задачи повышения производительности труда на производстве, сокращения длительности измерений и снижения требований к квалификации персонала. ПО внесено в реестр Минцифры: №28145
Ключевые преимущества:
- Полный цикл «под ключ»: от разработки до сопровождения
- Клиент-серверная архитектура с самостоятельной переналадкой
- Централизованный сбор и хранение результатов в БД с возможностью миграции в вашу БД
- Генератор отчетов на основе ваших шаблонов (docx. и xlsx.)
- Управление приборами с любым типом интерфейса
- ПО работает на системах Windows, Linux, MacOS, доступна веб-версия
Результаты внедрений:
- Непрерывная работа в автоматическом режиме до 48 часов
- До 4 500 измерений за этап
- Одновременное управление 15+ приборами
- Автоматизация техтренировки и полной программы испытаний выпускаемых изделий — более 10 контролируемых приборов на одном рабочем месте, до 4 500 автоматизированных измерений в каждом этапе, непрерывная работа в автоматическом режиме 24–48 часов
- Измерение радиотехнических характеристик приемопередающих модулей
- Автоматизация тестирования фотонных интегральных схем
- Контроль и испытания СВЧ-усилителей для космических аппаратов
Для каждого продукта мы предоставляем полный комплект документации: инструкция по установке с пошаговой настройкой, руководство по эксплуатации с описанием требований и рабочих процессов, презентация с обзором возможностей и кейсов внедрения.
Предоставим систему с учётом требований промышленных стандартов и рассчитанную на многолетнюю эксплуатацию. Также мы обеспечиваем соответствие отраслевым требованиям, надёжность архитектуры для критических систем и масштабируемость без потери стабильности.
Наши специалисты помогут вам решить самые сложные задачи по автоматизации, измерениям и интеграции
Рекомендуем посмотреть
Сервисное обслуживание
