4G时代来临 风河OVP推动基站虚拟化

最近两年，随着移动互联网的飞速发展，原有3G网络在速度，容量等方面已经不能满足日益丰富的业务需求，各大运营商均开始筹备4G网络的建设，以在新一轮的网络建设中抢占先机。国务院常务会议日前明确也提出，年内将正式发放4G牌照，这标志着我国正式吹响了4G网络建设的号角。

电信网络呼唤虚拟化技术

与传统3G网络相比，4G标准所支持带宽更宽，容量更大，协议也更为复杂。特别是为降低小区间的相互干扰，提高小区用户的速率，4G标准大量采用了多蜂窝协作技术，这些均提高了基站基带处理的复杂度，相应的增加了设备成本。

传统上，无线网络的基站包含设备单元和基带处理单元，为保障服务质量，每个基站均需配备足够的基带处理单元(BBU)，以满足业务峰值时的通信质量。但无线业务在时间和空间上的分布也是动态变化的，以北京为例，工作日的上班时间，访问量主要集中在城区，如国贸、中关村等地;而晚上的访问量主要集中在住宅集中区，如回龙观，天通苑等。这种业务分布的不均匀性导致昂贵的BBU在某些时段处于闲置状态，造成了某种程度上的浪费。全球的运营商都在寻找降低成本，提高系统性能及利用率的宝典。

众所周知，虚拟化技术可有效提高系统资源利用率，已经在IT领域得到广泛应用。其利用网络业务在时间和空间分布的非均匀性，将原本分散的服务器资源集中起来，统一进行管理和调度，能够有效提高计算和存储资源的利用率，进而降低管理、维护和运营成本。

但IT领域的虚拟化技术并不能直接应用于电信网络中。这主要是因为现有的虚拟化技术很难达到电信网络所要求的99.9999%的可靠性，以及支持大容量基站所必须的实时性，虚拟化技术要进入电信网络，必须在可靠性和实时性方面达到现有电信网络的标准。

风河OVP助力运营商网络虚拟化布局

针对电信网络对虚拟化的要求，全球领先的嵌入式和移动软件提供商美国风河系统公司推出Open Virtualization Profile(OVP)，为新一代电信设备提供开源的高性能实时内核虚拟化技术，将延迟降至极低，并提供可靠的性能，帮助运营商能够随时随地根据需要，灵活迅速地部署新应用和服务，提高网络利用率，加快业务发展速度。

图1 风河OVP架构

如图1所示OVP架构，其采用行业标准服务器平台(如英特尔刀片服务器)进行基带信号处理，无需定制硬件设备，并可根据需要灵活配置CPU核，内存及其他设备(USB、PCI及以太网口等)。这也意味着，借助OVP，运营商可将基站中的物理设备功能进行集中替代，建构高性能的虚拟节点。并且，在节点之间实时迁移切换时，OVP能保证网络停顿时间低至500毫秒，确保资源的高效动态调度。

基于风河Linux KVM( Kernel-based Virtual Machine，基于内核的虚拟机及虚拟化解决方案)平台及其与Intel® Data Plane Development Kit的紧密集成，风河OVP可在不同虚拟机之间实现快速的上下文交换，其中断延迟低于20微秒，几乎接近于本机性能，满足电信网络的实时性要求。通过虚拟CPU和物理CPU的绑定，风河OVP可达到多核处理器系统分区及隔绝，不同应用程序在隔离虚拟机中运行，避免调用资源时出现交叉冲突。

风河OVP能够对虚拟机性能进行优化，并提供管理框架(OVirt/Openstack)，以便于云服务的建立及管理;为方便网络设备商开发产品，OVP支持Yocto Project Linux, KVM，OpenStack，Open vSwitch、OpenFlow、OpenDaylight和Intel DPDK Accelerated Open vSwitch等开源技术，提供Prototype、Analyze、Diagnose及Test等相关工具，降低客户开发成本。

OVP支持在虚拟机上部署网络服务，用户开发出产品后，便能在网络中的任何位置(从接入点直到内核)提供服务，而中央管理中心可对网络资源按照需求进行灵活的规划、部署和协调，提升云服务能力。

风河OVP实现基站虚拟化

随着数据通信与多媒体业务需求的发展，运营商遭遇性能和成本等多方面的挑战，如何提高网络资源利用率成为其不得不面对的现实难题。尤其是随着4G建设大潮的带来，如何提高4G基站的资源利用率成为了运营商不得不面对的难题。

凭借OVP实时虚拟化技术的实力，云无线接入网络方案选择风河OVP产品作为软件支持，通过集中基站提高资源利用率。如图所示，该方案基于Intel Server及Chipset进行基带处理，软件平台采用OVP，将基站中的射频拉远模块RRU与基带处理单元BBU分离，实现了基带处理资源的动态调用，提高了资源利用率，并能有效降低维护成本。

图2 基于风河虚拟化技术的云无线接入网络结构图

基于KVM的高性能虚拟交换技术，OVP可保证快速包传输，低于20毫秒的中断延迟确保BBU对强实时性的要求，实现基站资源的高效动态调度。在今年早些时候风河与英特尔合作进行的演示项目中，采用KVM技术的LTE基站达到了传统基站相同的性能。

OVP的广泛运用