KR20160015383A - 민첩한 클라우드 무선 액세스 네트워크를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

민첩한 클라우드 무선 액세스 네트워크를 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

일실시예에서, 클라우드 무선 액세스 네트워크(C-RAN)는 제1 군의 안테나들 및 상기 제1 군의 안테나들에 연결된 제1 군의 무선 원격 유닛들(radio remote units: RRUs)를 포함한다. 상기 C-RAN은 또한 제1 군의 광대역 베이스 유닛들(broadband base units: BBUs); 및 상기 제1 군의 RRU들와 상기 제1 군의 BBU들 사이에 광학적으로 연결된 제1 포토닉(phonic) 스위치를 포함한다.

Description

민첩한 클라우드 무선 액세스 네트워크를 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR AN AGILE CLOUD RADIO ACCESS NETWORK}
본 발명은 통신용 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 민첩하게 트래픽을 처리하는 클라우드 무선 액세스 네트워크를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
새로운 광대역 이동 서비스가 개시되어 빠르게 채택되면서 셀룰러 서비스에 대한 요구가 빠르게 증가하고 있다. 이것은 셀 내에서의 증가된 대역폭 용량 및 셀의 증가된 밀도에 대한 선호로 이어지게 한다. 기지국의 밀도는, 셀 크기를 줄이고 셀 당 전송 대역폭을 증가시킴으로써 증가하며, 캐리어 당 더 많은 대역폭 처리량에 의해 그리고 각 셀 사이트에서 다중 캐리어를 사용함으로써 성취된다.
이러한 기지국 밀도의 증가는 안테나 사이트에서 소형, 단순, 저전력 무선 기지국들에 대한 선호로 이어지게 한다. 기지국 기능들을 집중화하여 안테나 사이트 기능들을 단순화할 수 있다. 예를 들면, 무선 주파수(RF) 송신기와 수신기를 제외한 전체 기지국은, 낮은 지연, 낮은 지터(jitter) 디지털 광경로 상에서 안테나 사이트에 디지털 방식으로 전송되는 디지털 RF 모뎀 출력의 동위상(in-phase)(I) 및 직각위상(quadrature; Q) 성분으로 집중화된다. 안테나 사이트에서 디지털/아날로그(D/A) 컨버터는 디지털 스트림을 현장에서 생성된 송신 RF 캐리어 상에서 변조된 신호의 I 및 Q 성분으로 변환한다. 이러한 I 및 Q 성분은 전력 증폭기(PA)을 경유해서 송신용 안테나에 공급된다. 반대 방향으로, 안테나 사이트의 RF 수신기의 출력은 과샘플링되고(oversampled), 아날로그/디지털 변환기(A/D)를 사용하여 디지털화되고, 그리고 디지털 I 및 Q 추출을 위해 중앙 위치로 디지털 방식으로 되돌려 전송될 수 있다. 전송 경로에서의 과도한 지연, 지터, 또는 에러는 모뎀 프로세스에 쉽게 주입되기 때문에, 광 전송 링크는 무선 타이밍 및 모뎀 성능에 영향을 미치는 것을 피하기 위해 고 대역폭 및 일관된 작은 지연을 갖는다. 그렇지 않으면, 모뎀 특성 및 RF 특성에 심한 손상이 보여질 수 있다.
다른 액세스 네트워크들처럼 무선 네트워크도 우발적인 장비 고장들 뿐만 아니라 변하는 트래픽 패턴들 및 트래픽 부하들에 종속된다. 스위칭을 추가하는 것은, 연결들을 재구성하는 능력 및 안테나 사이트에 대한 용량을 수용할 수 있게 한다. 그러나, 스위칭의 추가는 중심 위치에서 안테나 사이트로의 접속에서 원하지 않는 대기시간(지연) 및 지터를 추가할 수 있다. 지연은 사용자 장치들로부터의 왕복 응답을 위한 타이밍을 변경하는 효과를 가질 수 있어, 최대 셀 크기를 줄일 수 있고, 반면에 모뎀의 중간에 삽입된 지터는 해당 모뎀에서 중요한 손상을 일으킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network: C-RAN)는 제1 군의 안테나들, 및 상기 제1 군의 안테나들에 연결된 제1 군의 무선 원격 유닛들(radio remote unit: RRU)를 포함한다. 상기 C-RAN은 제1 군의 광대역 베이스 유닛들(broadband base unit: BBU), 및 상기 제1 군의 RRU들과 상기 제1 군의 BBU들 사이에 광학적으로 연결된 제1 포토닉(phonic) 스위치를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radia access network: C-RAN)에서 링크를 조정하기 위한 방법은, 포토닉 스위치가, 복수의 RRU들 중의 제1 RRU를 복수의 BBU들 중의 제1 BBU에서 언링크하는(unlinking) 단계; 및 상기 포토닉 스위치가 상기 복수의 RRU들 중의 제2 RRU를 상기 제1 BBU에 링크하는 단계;를 포함하고, 상기 포토닉 스위치는 상기 제1 RRU와 상기 제1 BBU 사이에 광학적으로 연결되고, 또 상기 포토닉 스위치는 상기 제1 BBU와 상기 제2 RRU 사이에 광학적으로 연결된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radia access network: C-RAN)에서 링크를 조정하기 위한 방법은, 복수의 BBU들과 복수의 RRU들 사이의 기존 매핑을 새로운 매핑으로 조정하기로 결정하는 단계; 및 상기 복수의 BBU들과 상기 복수의 RRU들 사이의 새로운 매핑을 결정하는 단계;를 포함하고, 상기 포토닉 스위치는 상기 복수의 RRU들과 상기 복수의 BBU들 사이에 광학적으로 연결된다. 또한, 상기 방법은 상기 복수의 BBU들과 상기 복수의 RRU들 사이의 복수의 링크들을 상기 새로운 링크에 따라 조정하는 단계를 포함한다.
상기 내용은 후술하는 본 발명의 상세한 설명이 더 잘 이해될 수 있도록 본 발명의 실시예의 특징을 다소 넓게 요약한 것이다. 본 발명의 청구범위를 형성하는 본 발명의 실시예의 추가적인 특징 및 이점은 후술된다. 개시된 개념 및 특정 실시예는, 본 발명과 동일한 목적을 실시하기 위한 다른 구조 또는 프로세스로 변경하거나 설계함으로써 용이하게 이용될 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 균등한 구조는 첨부되는 청구항에서 정의된 본 발명의 본질 및 범위에서 벗어나지 않는다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명 및 본 발명의 이점을 보다 완전하게 이해하기 위해, 이하에서는 참조된 도면에 관하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 클라우드 무선 액세스 네트워크 (C-RAN)를 위한 시스템을 도시한다.
도 2는 무선(air) 전송 전에 정확하게 생성된 64 QAM에 대한 지터(지터) 및 위상 노이즈를 도시한다.
도 3은 무선 전송 및 수신 후에 상기 정확하게 생성된 64 QAM에 대한 지터 및 위상 노이즈를 도시한다.
도 4는 무선 전송 전에 지터된(지터ed) 64 QAM에 대한 지터 및 위상 노이즈를 도시한다.
도 5는 무선 전송 후에 상기 지터된 64 QAM에 대한 지터 및 위상 노이즈를 도시한다.
도 6는 C-RAN를 위한 본 발명의 일실시예의 시스템을 도시한다.
도 7은 C-RAN를 위한 본 발명의 일실시예의 시스템을 도시한다.
도 8은 C-RAN를 위한 본 발명의 다른 실시예의 시스템을 도시한다.
도 9는 일간 시간(time of day)에 의한 이동 네트워크 부하의 그래프를 도시한다.
도 10는 포토닉(photonic) 스위칭 구조를 도시한다.
도 11은 포토닉 스위칭 칩을 도시한다.
도 12는 MEMS(micro-electro-mechanical system) 포토닉 스위치를 도시한다.
도 13은 다른 포토닉 스위칭 구조를 도시한다.
도 14는 추가 포토닉 스위칭 구조를 도시한다.
도 15는 추가 C-RAN를 위한 본 발명의 일실시예의 시스템을 도시한다.
도 16은 C-RAN를 위한 본 발명의 다른 실시예의 시스템을 도시한다.
도 17은 C-RAN를 위한 본 발명의 다른 실시예의 시스템을 도시한다.
도 18은 C-RAN를 위한 본 발명의 추가 실시예의 시스템을 도시한다.
도 19는 C-RAN를 위한 본 발명의 다른 실시예의 시스템을 도시한다.
도 20은 C-RAN를 위한 본 발명의 추가 실시예의 시스템을 도시한다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크에서의 포토닉 스위칭 방법을 도시한다
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 C-RAN에서 링크를 조정하는 방법을 도시한다.
도 23은 본 발명의 추가 실시예에 따른 C-RAN에서 링크를 조정하는 방법을 도시한다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 C-RAN에서 링크를 조정하는 방법을 도시한다.
도 25는 본 발명의 추가 실시예에 따른 C-RAN에서 링크를 조정하는 방법을 도시한다. .
다른 도면에서 대응하는 번호 및 기호는, 달리 나타내지 않는 한, 일반적으로 대응하는 부분을 언급한다. 도면은 실시예와 관련된 양태를 명확하게 도시하기 위한 것이고, 반드시 축척에 따라 그려진 것은 아니다.
이하에서는 일 이상의 실시예의 구현예가 제공되지만, 본 발명의 시스템 및/또는 방법은 현재 알려졌거나 이미 존재하는 다양한 기술을 이용하여 구현될 수 있음을 먼저 이해할 필요가 있다. 본 발명은 본 명세서에서 설명 및 묘사되는 예시적 구조 및 구현을 포함한 구현예, 도면 및 이하에서 설명되는 기술에 재한되지 않으며, 첨부되는 청구항의 범위에 균등한 전체 범위 내에서 변경 가능하다.
클라우드 컴퓨팅 무선 액세스 네트워크(C-RAN)는 셀룰러 네트워크 타입이다. C-RAN은 각 셀 사이트로 라우트된(routed) 멀티-서비스 데이터 스트림을 서비스용 무선 주파수(RF) 변조의 디지털 표시로 변환함으로써 광대역 및 통신 서비스를 셀룰러 가입자에게 제공하도록 나머지 클라우드 데이터 센터와 상호 작용하는 가상의 또는 실제의 광대역 베이스 유닛(BBU)의 큰 어레이를 포함한다. 도 1은 C-RAN(100)을 도시한다. C-RAN 접근시, BBU들의 기능은 아날로그로 변환 후 송신을 위해 송신기 사이트에 공급된 고 대역폭 비트 스트림들로서 동위상(I) 및 직각위상(Q) RF 모뎀 신호들의 디지털 생성을 포함한다.
무선 액세스 네트워크(RAN), 셀룰러 무선 시스템에서, 기능성은 안테나 사이트와 함께 위치된다. 그러나, C-RAN에서, 사용자별 및 서비스별 기능들, 무선 제어 기능들, 및 코딩 기능들은 집중화된다. 필드-위치(field-located) 기능들은 아날로그 RF 기능들 및 디지털 방식으로 포맷된 모뎀 I 및 Q 데이터를 상기 아날로그 RF 기능들에 링크하기 위한 디지털/아날로그(D/A)와 아날로그/디지털(A/D) 기능들에 제한될 수 있다. 또한, 필드 장비에 대한 나머지 동기화 기능, 제어 기능, 및 슬레이브 OAM(operation administration and management) 기능은 안테나에 있다. 필드에 설치되는 장비는 단순해지고, 더 작고, 더 가볍고, 그리고 더 낮은 가격의 필드 유닛으로 되고 있다. 그러나, BBU에서 RRU로의 언빌리컬(umbilical) 송신 링크는 베이스밴드 데이터 보다 더 큰 자리수의 대역폭을 갖는 디지털화된 모뎀 I, Q 성분을 다룬다. 한 성분 쌍은 10 내지 100 Gb/s를 차지할 수 있고, 그러므로 파장 분할 멀티플렉싱(wavelength division 멀티플렉싱: WDM) 시스템에서 전체 파장 슬롯을 차지할 수 있다. I 및 Q 성분에 대한 다른 지연을 일으키는 차등 지연 형태를 회피하기 위해, 일례로 동일한 광 캐리어에서 성분 쌍들을 바이트 인터리빙함으로써 상기 성분 쌍들을 함께 유지하는 것이 바람직하다.
C-RAN(100)에서, BBU(102)는 광경로(130), 일례로 광섬유에 의해 RRU(132)에 광학적으로 연결된다. RAN 무선 시스템에서, 도 1에 도시된 기능들은 안테나 사이트에 병치된다. 예를 들어, BBU(102)에 포함된 기능들은 상기 RRU에 수용될 수 있다. 안테나 사이트에 기능성을 부여하는 것이 안테나 사이트에 필요한 링크 용량을 최소화시키지만, 셀룰러 무선 시스템의 대량의 기능성을 안테나 사이트에 부과한다. 이러한 기능들은 안테나에 상당한 크기, 전력, 가격, 및 복잡성을 부가한다. 이들은 또한 복잡한 기능들을 위해 긴 통신 경로들을 도입한다. 이러한 이슈들은 안테나 사이트들이 밀집되어 팩킹되고 위치 선택이 제약됨에 따라, 더 큰 문젯거리가 된다.
상기 BBU들은 안테나 사이트들에서 멀리 떨어져 있기 때문에, 편리한 장소에 집중형 자원 풀(centralized resource pool)로서 서로 병치될 수 있다. 병치될 때, BBU 기능들은 공통 하드웨어에서 함께 실행될 수 있고, 또는 고성능 프로세서들에서 소프트웨어 기능들로 가상화될 수 있다.
C-RAN(100)에서, 엔드 유저(end user) 시스템에 전달된 데이터는 사용자 IP 어드레스로 어드레스된(addressed) TCP/IP(transmission control protocol internet protocol) 패킷 스트림의 형태로 데이터 센터 또는 데이터 네트워크에서 BBU(102)로 입력된다. 무선 시스템에 대한 플로우 제어가 용량을 가질 때, 데이터 스트림은 사용자에게 포워드되기 위해 맵핑 블록(104)에서 버퍼링된다. 패킷들이 포워드될 때, 패킷들은 디멀티플렉서(114)와 큐들(118)을 통과한다. 스트림들은 멀티플렉서들(120)에 의해 무선 링크 제어 처리 블록(106)의 스트림들과 멀티플렉스된다. 그런 다음, 스트림들은 멀티플렉서(124)에 의해 멀티플렉스된다. 전송될 데이터 스트림인 복합 데이터 스트림은 디지털 코딩 블록(110)에 포워드된다.
많은 무선 시스템들은, 효율적인 코딩 방식을 생성하기 위해 진폭 변조 및 위상 변조 모두를 사용하는 64 QAM(64 수준 (8x8) quadrature amplitude multiplexing)과 같은 복합 변조 방식들을 사용한다. I 및 Q 성분은 디지털 형태, 일례로 RF 모뎀(126)으로 생성된다. 디지털 데이터 출력은 디지털 I 및 Q 모뎀 신호 성분의 형태로 되고, 밀티플렉서(128)에 의해 무선 링크 제어 처리 블록(106)과 무선 동기화 블록(108)의 데이터로 멀티플렉스된다. 디지털 정보는 전기-광/광-전기 컨버터(112)에 의해 전기(electrical) 도메인에서 광 도메인으로 변환된다. 광 데이터 스트림은 광 링크(130) 상에서 RRU(132)에 광학적으로 전송된다.
그런 다음, 데이터는 RRU(132)에 의해 수신되고, RRU(132)에서 광 데이터 스트림은 광-전기/전기-광 컨버터(134)에 의해 광 도메인에서 전기 도메인으로 변환된다. 전기 데이터 스트림은 디지털 디코딩 블록(136)으로 입력된다. 데이터는 RRU 제어 및 동기화를 스트립 오프(strip off)하기 위해 디멀티플렉서(138)에 의해 디멀티플렉스되고, RRU 제어 및 동기화의 정보는 RRU 슬레이브 제어 블록(142) 및 RRU 동기화 블록(144)에 전송된다. 나머지 디지털 I 및 Q 정보는, I 및 Q 평면에 대한 실제 RF 신호 변조를 생성하는데 필요한 잔여 디지털/아날로그 기능 만을 포함하는 잔여 RF 모뎀 기능(140)에 전송된다. 상기 정보는 RF 전력 증폭기 및 수신기 전단(receiver front end)(146)에 입력되고, 상기 RF 전력 증폭기 및 수신기 전단(146)에서 상기 정보는 평형 변조기들에 공급되고, 상기 평형 변조기는 서로 90도 위상 편이된 두개의 동일 주파수 중간 주파수 무선 캐리어들을 변조한다. 그런 다음, 이들은 결합되어 최종 무선 주파수로 업-변환되고(up-converted), RF 전력 증폭기 단을 경유하여 안테나(148)에 공급된다.
역 방향으로, RRU(132)는, 업스트림 코딩 성상도(constellation), 일례로 QAM 포맷으로 인코딩된 사용자 디바이스들로부터의 입력 셀룰러 트래픽을 수신한다. RRU(132)는 수신기 중간 주파수 신호의 I 및 Q 성분을 회복한다. 디지털 데이터가 RRU 제어 채널로 멀티플렉스되기 전에, I 및 Q 성분은 고속 A/D 컨버터에 공급되어, 광 신호로 변환된다. 이와 달리, 상기 수신기 중간 주파수 신호는, I 및 Q 추출을 위해 오버샘플링되어(oversampled), 디지털 방식으로 BBU에 전송된다. 다른 예로서, BBU는 변조 성상도에서 디코딩 기능을 수행한다.
광 신호는 광 링크(130) 상에서 BBU(102)에 전송된다. 수신 데이터는 TCP/IP 트래픽의 출력, 일례로 표준 이더넷 포맷으로 변환되어, 데이터 센터 또는 데이터 네트워크로 전송된다. 이것은 모뎀 성상도를 디코딩하고, 데이터를 추출하고, 추출된 데이터를 패킷 스위치형(switched) 네트워크에 전달하는 프로세스에 의해서 수행될 수 있다.
BBU들과 RRU들 사이의 광 링크는 시간 및 위상에 민감한 데이터를 이송하는 고속 비트 레이트 데이터 스트림을 전송한다. 상기 데이터는 지터에 특히 민감하다. 지터는 신호 지연의 랜덤, 의사-랜덤(pseudo-random), 또는 유사-랜덤 단주기(short period) 변조이고, 위상 노이즈를 발생한다. 지연에 민감한 양태들은, 무선 흐름 제어 후, 전체 모뎀 코딩 기능의 중간에 존재하는 광 전송에서 유래한다. 상기 무선 흐름 제어는 BBU에 있고, 그러므로 광 링크에서의 지연은 왕복 트립 무선 인터페이스(round trip air interface)에서 이용가능한 지연을 줄이고, 최대 셀 크기 및/또는 셀 트래픽 팩킹(packing) 효율에 영향을 미친다. I와 Q 성분 신호들 사이의 차이가 위상에 있기 때문에, 위상 감도, 특히 지터 감도는 I와 Q 복합 신호들에 대한 보상되지 않은 위상 오차가 크로스토크(crosstalk)로 해석되고, 시스템 마진의 침해로 이끄는 사실에서 일어난다.
도 2는 성상도(150)로서 무선 전송 전에 정확하게 생성된 64 QAM 성상도를 도시한다. 도 3은 성상도(160)로서 무선 전송 후에 수신된 정확하게 생성된 64 QAM 성상도를 도시한다. 링크 손실들 및 수신기 프로세스들는 회복된 성상도에 노이즈를 추가하고, 결정 임계 마진들을 줄인다. 도 4는, 무선 전송 전에 나타는 것으로서, 성상도(170)인, BBU와 RRU 사이의 언블리컬(unbilical) 광 전송 시스템에 의한 여분의 지터에 종속되는 64 QAM 성상도를 도시하고, 도 5는 성상도(180)로서, 무선 전송 및 수신 후에 동일하게 지터된 64 QAM 성상도인 무선 링크 손실 및 간섭 및 수신기 노이즈의 영향을 포함하는 성상도를 도시한다. 이들 64 QAM 성상도는 대응하는 결정 마진들(156, 158)을 각각 갖는 결정 임계값들(152, 154)을 갖는다. 위상 노이즈는 데이터를 회복시는 수신기 성능을 열화시킨다. 그 효과는, 성상도 레벨들의 더 가까워진 공간 때문에, 64 QAM 보다 256 QAM에 대해 더 실질적이면서, 16 QAM 보다 더 적다.
성상도의 기준점이 디지털화된 I 및 Q 성분과 동일한 양만큼 지연되기 때문에, 정적 위상 편이를 일으키는 정적 지연은 데이터를 회복하는 측면에서 보상될 수 있다. 그러나, 지터로 인해, 위상 노이즈는, 시변(time variant)이기 때문에, 양쪽에 동일하지 않다. 그러므로, BBU들과 RRU들 사이의 광 링크들에서 지터를 최소화하는 것이 바람직하다. 또한, 이것은 허용되는 왕복-트립에서 무선-시간 지연을 감산하고, 무선 셀의 최대 반경을 잠재적으로 줄이기 때문에, 즉 상기 BBU는 연쇄화된(concatenated) 무선-시간 및 광 지연을 보이기 때문에, BBU-RRU 링크들을 통해 전송 지연을 최소화하는 것이 바람직하다..
BBU들과 RRU들 사이의 링크들은 오버헤드 채널이 더해진 디지털화된 I 및 Q 성분을 이송한다. 이들 I 및 Q 성분은 베이스밴드 TCP/IP 데이터 보다 더 큰 디지털 대역폭을 갖는다.
도 6은 C-RAN(190)를 도시한다. BBU들(194)은 RRU들(198)에 직접 연결되고, RRU들(198)는 안테나 사이트들에서 안테나들(196)에 연결된다. BBU들과 RRU들의 일대일 맵핑이 도시되었다. 그러나, 도시된 개별 BBU들은 기능적인 BBU를 나타내는 것이고, 물리적으로 독립된 BBU를 나타낸 것은 아니다. 하나의 BBU는 하나의 RRU를 지원하는 기능을 갖는다. 그러나, 상기 BBU들은 개별 디바이스들이면서, 하나의 물리적인 디바이스, 예를 들면 다수의 가상 디바이스들로서 결합될 수 있다. 일례에서, BBU들은 단일 유닛 내에 있다. 다른 예에서, 각 BBU는 개별 유닛이다. 이와 달리, 몇 개의 BBU들은 물리적인 유닛을 구성한다. BBU들(194)은 네트워크 데이터 스위치(192)에 연결된다.
낮은 지연 낮은 지터 광 링크들(199)은 BBU들(194)을 RRU들(198)에 링크한다. BBU들과 RRU들 사이에는 고정된 접속(fixed association)이 있다. 상기 RRU들은 안테나 사이트들 주변에서 클러스터된다. 상기 안테나 사이트들은 안테나 사이트의 피크 트래픽 요구를 충족하기 위해 하나 이상 안테나(196) 및 충분한 RRU들(198)을 갖는다. C-RAN(190)에서 RRU들과 BBU들 사이의 고정된 접속 때문에, 모든 안테나 사이트들의 피크 트래픽을 동시에 다루는 충분한 BBU들이 있다. 그러나, 모든 안테나 사이트들이 동시에 피크 트래픽을 경험하지는 않는다.
상기 기지국들은 협력 방식으로 다른 기지국들과 연대하여 동작한다. C-RAN(100)에서, 광 링크들(199)은 지연을 최소화하기 위한 직접 광경로를 갖는 전용 파이버들 또는 파이버들에서의 전용 광파장들이다. 이들 하드 와이어드(hard wired) 포인트 대 포인트 링크들은 한 RRU을 한 BBU와 연관시킨다. 이것은 오버-프로비저닝(over-provisioning)과 네트워크 유연성 부족이 되게 한다.
오버-프로비저닝은 RRU들이 좁은 통로가 되는 것을 방지하는 희망에서 비롯된다. 안테나 사이트의 RRU들은 안테나 사이트 장소의 피크 트래픽을 처리한다. RRU들은 안테나와 정적으로 설치되기 때문에, 상기 RRU들은 모든 셀 사이트 장소들에 피크 트래픽을 동시에 제공하는 용량을 갖는다. BBU들과 RRU들의 일대일 링크들로 인해, BBU들은 또한 오버-프로비저닝된다. 정해진 사이트에서 오프-피크(off-peak) 트래픽 기간들 동안, 해당 사이트에서 모든 RRU들이 활성화될 필요는 없다.  그러나, RRU들과 고정된 접속을 갖는 상기 BBU들은 배치 전환될 수 없다.
그러나, 피크 트래픽은 일반적으로 모든 곳에서 동시에 발생하지 않는다.  예를 들어, 비즈니스 지역들과 주거 지역들은 다른 피크 트래픽 시간을 갖는다. 비즈니스 지역들에서, 피크 트래픽은 평일 오전과 오후에 발생하고, 일반적으로 점심시간에 감소하고, 그리고 저녁과 주말에는 훨씬 적은 트래픽이 발생한다. 주거 지역에서, 트래픽 패턴은 늦은 오후와 저녁에 피크이고, 주말에는 높은 트래픽 수준을 갖는다. 광범위한 오락이나 유흥 활동이 있는 지역은 활동에서 늦은 밤에 스파이크(spike)를 가질 수 있다.  또한, 스포츠 이벤트, 엔터테인먼트 이벤트, 사고, 재해, 및 시위와 같은 비정상 트래픽 부하를 트리거하는 다양한 이벤트가 발생할 수 있다.
C-RAN 네트워크의 유연성은 바람직하다. 유연한 네트워크에서, 일부 RRU들은 주변 지역의 사용자들을 위한 서비스 커버리지의 손실없이 적은 트래픽 간격 동안 연결해제될 수 있다. 동일한 안테나 사이트에 있는 다른 RRU들은 계속 커버리지를 제공할 수 있다 또한, 안테나 및 접속된 BBU들을 포함한 전체 안테나 사이트는 종료될 수 있고, 반면에 인접한 안테나 사이트들에 있는 RRU들은 종료된 안테나 사이트에 의해 이전에 커버된 커버리지 영역들을 커버하기 위해 자신의 커버리지 영역을 확장한다.  표 1은 C-RAN 네트워크의 유연성이 유익이 되는 일부 상황들을 도시한다.
Figure pct00001
도 7은 C-RAN(220)을 도시한다. C-RAN(190)처럼, 네트워크 에지(edge) 데이터 스위치(222)는 BBU들(224)에 연결된다. RRU들(232)은 안테나 사이트들 내의 안테나들(228)에 접속된다. 상기 안테나 사이트들은 커버리지 영역들(230)를 갖는다. 그러나, BBU들(224)과 RRU들(232) 사이는 포토닉 스위치(226)에 의해 연결된다. 포토닉 스위치(226)는 완전히 연결되기 때문에 다른 광 스트림을 방해하지 않고, 비-차단(non-blocking) 방식으로 임의의 BBU를 임의의 RRU에 연결할 수 있다. 포토닉 스위치(226)는 해당 포토닉 스위치를 통해 광경로를 통과 전파하는 빛의 유한한 속도에 의해 야기되는 낮은 지연을 갖는다. 광 링크들(236)은 BBU들(224)과 포토닉 스위치(226)을 광학적으로 연결하고, 반면에 광 링크들(234)은 포토닉 스위치(226)와 RRU들(232)을 광학적으로 연결한다.
포토닉 스위치(226) 때문에 BBU들(224)과 RRU들(232)의 맵핑은 유연하다. 안테나 사이트들의 트래픽이 시간에 따라 변화하기 때문에, 특정 안테나 사이트의 트래픽이 적으면, 일부 RRU들 및 이들에 접속된 BBU들은 서비스 종료될 수 있다. 스위치 오프된 RRU들은 안테나 사이트에 위치되기 때문에, 상기 스위치 오프된 RRU들은 다른 장소들(위치들)에 이전 배치될 수 없다. 그러나, 상기 스위치 오프된 BBU들은 포토닉 스위치(226)를 조정함으로써 다른 안테나 사이트들의 RRU들에 연결될 수 있다. 따라서, 모든 안테나 사이트들을 서비스하기 위해 충분한 BBU들이 피크 트래픽에 동시에 있을 필요는 없다. 적절한 BBU 수준(level)은 어느 특정 시간에 총 피크 트래픽에 대한 충분한 커버리지를 제공한다.
예를 들어, 특정 비즈니스 사이트는 업무 시간 동안에 10개의 RRU들을 필요로 하고, 저녁과 주말 동안에 5개의 RRU들을 필요로 한다. 반면에, 특정 거주 사이트는 저녁과 주말 동안에 12개의 RRU들을 필요로 하고, 업무 시간 동안에 3개의 RRU들을 필요로 한다. 이러한 트래픽 용량을 지원하는 C-RAN 네트워크는 12+10=22 RRU들을 필요로 한다. 기존의 C-RAN 네트워크에서는 22개의 BBU들이 필요하다. 그러나, 업무 시간 동안 10+3=13 BBU들이 필요한, 포토닉 스위치가 있는 C-RAN 네트워크는 저녁과 주말 동안 5+12=17 BBU들을 필요로 한다. 이러한 경우, 17 BBU들이 필요해질 수 있고, BBU의 개수를 5개 줄일 수 있다.
C-RAN(220)은 BBU들 개수의 감소를 예증한다. 이 예에서, 일부 안테나 사이트들은 저녁 및 주말에 피크 트래픽이 있는 주거 지역에 있고, 일부 안테나 사이트들은 낮에는 많은 트래픽이 있고 저녁 및 주말에는 적은 트래픽이 있는 비즈니스 지역에 있는 것으로 는 것으로 가정될 수 있다. 비즈니스 지역에 RRU들을 공급하는 BBU들은 저녁과 주말에 주거 지역의 RRU들에 다시 연결되고, 평일 아침에 비즈니스 사이트에 복귀할 수있다.  따라서, BBU들은 RRU들을 더 경제적으로 프로비저닝할 수 있고, 양쪽 서비스 지역들이 트래픽 피크들을 충족하도록 할 수 있다.
도 8은 C-RAN(260)을 도시한다. C-RAN(260)은 BBU들(264)에 연결된 네트워크 에지 스위치(262)를 포함한다. 포토닉 스위치(266)는 안테나 사이트들을 형성하는 안테나들(270, 278, 286)에 접속된(associated) BBU들(264)과 RRU들(272) 사이에 광학적으로 연결된다. 초기에, 안테나(270)는 커버리지 영역(268)을, 안테나(278)는 커버리지 영역(276)을, 안테나(286)는 커버리지 영역(282)을, 안테나(294)는 커버리지 영역(292)을 갖는다
가벼운 트래픽 시간 동안, 전체 안테나 사이트는 이웃 안테나 사이트들에 의해 제공된 커버리지에 의해 종료될 수 있다. 예를 들어, 안테나(278) 및 이에 접속된 RRU들이 종료된다. 보상하기 위해, 안테나(286)는 자신의 커버리지 영역을 증가시키고, 그래서 커버리지에는 갭이 없게 된다. 일례에서, 추가 커버리지는 빔-형성(beam-forming)에 의해 적응성 안테나를 구비한다. 이와 달리, 모뎀 특성은 더 강건하지만(hardier) 덜 효율적인 코드로 변경된다. . 예를 들어, 모뎀 특성은 256 QAM에서 16 QAM으로 이동할 수 있다. 이것은 심야와 같은 적은 트래픽 시간에 문제가 되지 않을 처리량을 감소시킨다. 안테나 사이트를 파워 다운하는 것은 에너지 비용 절약으로 이끈다.
도 9는 일일 시간 처리량에 의한 사무실 지역과 거주 지역 부하의 예를 보이는 그래프(300)를 도시한다. 바들(bars)(302)은 사무실 지역의 트래픽을 도시하고, 바들(304)은 거주 지역의 트래픽을 도시한다. 이 예에서, 고정 C-RAN과 비교하면, BBU 용량에서 21% 절약과 함께 네트워크 용량의 24%가 이동배치될 수 있다. 이러한 BBU-카운트( count)에서 절약은 아래와 같이 유래된다. 사무실 지역은 39 단위의 피크 요구(peak need)를 갖고, 반면에 거주 지역은 24 단위의 피크 요구를 갖는다. 고정 C-RAN을 이용할 때, 필요한 전체 용량은 39+24=63 단위이다. 그러나, 사무실 및 거주지역 요구를 위한 피크 용량은 약 50 단위이고, 때문에 13 단위가 절약된다. 이것은 13/63=21%의 절약이다. 15 단위, 또는 네트워크 용량의 약 24%는 이동 배치될 필요가 있다. 미사용 BBU들은, 필요하지 않을 때, 파워 다운될 수 있고, 이것은 절전으로 이끈다.
용량의 이동은 상대적으로 느리거나 다소 느리다. 갑작스런 재난 상황과 같은 예상치 못한 이벤트의 결과에 의한 트래픽 변화들도 피크를 구축하는데, 수 밀리 초 또는 수 마이크로 초가 아닌, 수십 초 또는 수십 분을 소비할 수 있다. 또한, 재구성은 다른 네트워크의 변화들을 필요로 한다. 그러므로, C-RAN 내의 포토닉 스위치는, 수 나노초가 아닌 수 밀리초 또는 수십 밀리초에 스위칭할 수 있는 "느린(slow)" 포토닉 스위치일 수 있다. 가능한 적은 지터 또는 광 지연으로 연결이 이루어지면, 포토닉 스위치는 우수한 광 연결을 가져야만 한다. MEMS 스위치와 같은 낮은 PMD(polarization mode dispersion)를 갖는 투명 포토닉 스위치를 위한, 지터 없는 생산 프로세스들은 없다. MEMS 스위치와 같은 저손실 포토닉 스위치가 사용될 수 있다. 수십 밀리초의 스위칭 시간을 갖는 MEMS 스위치들은 연결된 광 경로들에서 우수한 광 특성을 갖으며, 스위칭된 광 경로들 사이에서 우수한 절연성을 갖는다. 이와 달리, 실리콘 포토닉 집적 회로와 같은 다른 포토닉 스위치가 사용될 수 있다.
C-RAN의 포토닉 스위치는, 예를 들어 BBU-RRU 링크가 WDM 그리드에 없을 때, 파이버 대 파이버 수준으로 동작할 수 있다. 이와 달리, WDM이 사용될 때, 포토닉 스위치는 개별 파장 수준으로 동작할 수 있다. 일례에서, 포토닉 스위치는 포토닉 집적회로이다. 포토닉 집적회로는 실리콘 도파관들, 인듐 인화물 도파관들, 실리카 도파관들, 또는 다른 포토닉 스위칭 기술을 포함할 수있다 다른 예에서, MEMS 포토닉 스위치가 사용된다. 소형 광 스위치는 파이버 대 파이버 스위치를 만드는데 사용될 수 있다. 이와 달리, 한 패브릭(패브릭)에서 다중 파장 평면들을 다루는 큰 광 스위치는 고밀도(dense) WDM(DWDM) 애플리케이션들에서 파장 평면 스위치로 사용될 수 있다.
CLOS 스위치들과 같은 다단(multi-stage) 스위치들은, 더 큰 차단, 조건부 비-차단, 또는 완전한 비-차단 패브릭을 생성하기 위해 단들(stages) 사이에서 상호연결된 복잡한 정토링(junctoring) 패턴으로, 다수의 스위칭 요소들을 직렬단 및 병렬단으로 사용한다. 비-차단 다단 패브릭은 중앙단에서 어느 정도의 확장, 예를 들면 n 내지 2n-1을 사용한다(여기서, n은 각 입력단 스위치 모듈의 포트 번호이다).
도 10은 CLOS 스위치(440)로서 16 x 16 포토닉 스위치들로 제작된 3단 CLOS 스위치를 도시한다. CLOS 스위치(440)는 입력단 패브릭들(442)인 X x Y 스위치들에 공급되는 입력들(441)을 포함한다. 연결들(186)의 정토링 패턴은 입력단 패브릭들(442)과 중앙단 패브릭들(444)인 Z x Z 스위치들을 연결한다. X, Y, 및 Z는 양의 정수들이다. 또한, 연결들(187)의 정토링 패턴은, 각 단의 모든 패브릭들을 스위치의 다음단(next stage)의 모든 패브릭들에 연결하기 위해, 중앙단 패브릭들(444)과 출력단 패브릭들(446)인 Y x X 스위치들을 연결한다. 출력단 패브릭들(446)은 출력들(447)을 생성한다. 4개의 입력단 패브릭들(442), 중앙단 패브릭들(444), 및 출력단 패브릭들(446)이 도시되어 있지만, 더 적은 또는 더 많은 단들, 또는 매 단마다 패브릭들이 사용될 수 있다. 일례에서, 같은 개수의 입력단 패브릭들(442)과 출력단 패브릭들(446)이, 다른 개수의 중앙단 패브릭들(444)과 같이 있고, 이 예에서 Z는 중앙단들의 개수로 나누어진 입력단들 개수의 Y배와 같다. CLOS 스위치(440)의 유효 포트 카운트는, X로 곱해진 출력단 패브릭들의 수에 X를 곱한 입력단 패브릭들의 수와 동일하다. 일례에서, Y는 (2X-1)와 같고, CLOS 스위치(440)는 비-차단(non-blocking)이다. 다른 예에서, X는 Y와 같고, CLOS 스위치(440)는 조건부로 비-차단이다. 기존 회로들은 몇몇 새로운 경로들을 클리어하도록 배열될 필요가 있다. 비-차단 스위치는 다른 입력들 또는 출력들에 대한 트래픽 구성에 무관한 임의의 조합으로 N개의 입력들을 N개의 출력들에 연결하는 스위치이다. 유사한 구조가 더 큰 패브릭들을 위한 5단들, 즉 직렬로 2개 입력단들과 직렬로 2개 출력단으로 생성될 수 있다.
도 11은 고체 상태(solid state) 포토닉 스위치(422)를 도시한다. 고체 상태 포토닉 스위치(422)는 입력단 패브릭들(442), 중앙단 패브릭들(444), 및 출력단 패브릭들(446)로 패브릭들에 이용될 수 있다. 일례에서, 고체 상태 포토닉 스위치(422)는 비-차단 인듐 인화물 또는 실리콘 고체 상태 단일결정(monolithic) 또는 하이브리드화된 스위치 크로스포인트(crosspoint) 어레이이다. 고체 상태 포토닉 스위치(422)는 입력들(434)과 출력들(436)을 포함한다. 8개의 입력들(434)과 8개의 출력들(436)이 도시되었지만, 더 많거나 적은 입력들 및 출력들이 사용될 수 있다. 또한, 고체 상태 포토닉 스위치(422)는 능동 수직 커플러(active vertical coupler: AVC)들(426) 및 수동 도파관들(424)을 포함한다. AVC들(426)은 입력 라인들과 출력 라인들이 서로 교차하는 크로스 포인트들에서 반도체 광증폭기(SOA)와 수직 커플링을 결합시킴으로써 만들어질 수 있다. 전류가 SOA에 입력되면, SOA는 투명하게 되고, 이득을 나타내며, 그래서 수직 커플러에 의해 SOA에서 결합되는 입력 라인의 신호는 증폭되고, 제2 수직 커플러를 통해 결합될 때 출력 라인으로 출력된다. 전류가 SOA에 입력되지 않으면, SOA는 광 이득이 없는 불투명한 상태로 있고, 빛은 입력 도파관에 그대로 있게 되게 되어, 다음(next) 크로스 포인트로 전파한다.
광 증폭기들(432)은 출력들(436)에 있다. 광 증폭기들(432)은 고체 상태 포토닉 스위치(422)의 광 손상의 광 손실 성분을 줄인다.
고체 상태 포토닉 스위치(422)는 네트워크 관리 제어 하에서 동작하는 스위치 노드 컨트롤러(428)에 의해 제어된다. 또한, 스위치 노드 컨트롤러(428)는 네트워크 매니저로부터 제어 메시징과 크로스 접속 요청을 수신하는 네트워크 제어 통신 인터페이스(430)에 의해 제어된다.
일례에서, MEMS 스위치는 C-RAN에서 포토닉 스위칭을 위해 사용될 수 있다. 도 12는 MEMS 포토닉 스위치(470)를 도시한다. MEMS 포토닉 스위치(470)는 고체 상태 포토닉 스위치(422) 보다 더 크고, 더 비싸고, 더 느리게 스위칭된다. MEMS 포토닉 스위치(470)의 스위칭 속도는 10ms 훨씬 이하에서 약 100ms까지 일 수 있다. 이러한 저속 스위칭 속도는 많은 애플리케이션들에서 너무 느리지만, C-RAN에서 포토닉 스위치는 고속 스위칭 속도를 가질 필요는 없다. 또한, MEMS 포토닉 스위치(470)는 우수한 광 성능을 가지며, 저손실, 거의 없는 크로스토크 또는 비선형성, 및 멀티-캐리어 광 신호들을 처리하는 능력을 포함한다. 일례에서, MEMS 포토닉 스위치(470)는 단독으로 사용된다. 다른 예에서, MEMS 포토닉 스위치(470)는 CLOS 스위치(440) 또는 다른 3단 패브릭에서 사용된다. 이것은 50,000 x 50,000 이상의 파이버들의 비-차단 스위치들을 가능하게 할 수 있다. 광 증폭기들은, 파이버 동작(fiber run)의 광 손실을 부분적으로 보상하기 위해서뿐만 아니라 MEMS 스위치의 광 손실을 보상하기 위해 포토닉 스위치(470)와 사용될 수 있다.
MEMS 포토닉 스위치(470)는 조종가능한 거울면들(474, 476)을 포함한다. 빛은 빔 콜리메이터(472)를 경유하여, 예를 들면 광파이버들에서 입력되고, 조종가능 거울면(474)에 영향을 미친다. 조종가능 거울면(474)은 상기 빛이 조종가능 거울면(476)의 적절한 거울들에 영향을 미치도록 하는 두 평면에서 각도 조정된다. 조종가능 거울면(476)의 거울들은 특정 출력 포트에 접속된다. 또한, 이들 미러들은 적절한 출력 포트에 커플링을 야기하는 두 평면에서 각도 조정된다. 그 다음, 상기 빛은, 예를 들어 광파이버에 결합하는 빔 디콜리메이터(478)로 빠져 나간다.
일례에서, MEMS 스위치들은 CLOS 스위치(440)와 같은 다단 스위치들로서 배열된다. 3단 비-차단 MEMS-기반 CLOS 스위치는 320 x 320 MEMS 스위칭 모듈을 이용할 수 있고, 확장 비-차단 구조에서 약 50,000 파장의 용량 또는 비확장 조건부 차단 구조의 약 100,000 파장의 용량을 제공할 수 있다. 아래의 표 2는 비-차단 스위치에 대한 1:2 확장을 갖는 MEMS 포토닉 스위치들을 포함한 다양한 크기의 구성 모델들에 대한 최대 스위치 패브릭 크기의 치수를 보인다. 매우 큰 포트 용량 및 처리량이 이용가능하다.
Figure pct00002
다른 예에서, 3D MEMS 스위치들은 다중-평면 스위치들로서 배열된다. 다중-평면 스위치들은, 스위칭되는 이송층이 DWDM 포맷으로 되고, 정해진 파장의 광 캐리어들이 동일 파장을 수용하는 다른 포트들, 또는 추가, 탈락, 또는 파장 변환 포트들에만 단지 연결될 수 있다는 사실에 따른다. 이것은 파장들이 있는 만큼 더 적은 패브릭들에서 스위치가 구축될 수 있게 한다. DWDM으로, 40 또는 80의 더 작은 스위치들이 하나의 큰 패브릭의 일을 하도록 하는 40 또는 80 파장들이 있을 수 있다.
도 13은 다중-평면 스위칭을 위한 포토닉 스위칭 구조(490)를 도시한다. 포토닉 스위칭 구조(490)는 출력들(508)에 연결된 입력들(502) 및 WDM 멀티플렉서들(504)에 연결된 WDM 디멀티플렉서들(500)를 갖는다. 또한, 광 손실을 줄이기 위한 광 증폭기들(432)이 출력들(508)에 있다. 영역들(492, 494, 496, 498)은 다른 파장들을 스위칭한다. 포토닉 스위칭 구조는 대규모 패브릭을 요구하는 단일 패브릭 WDM 포토닉 스위치이다. 예를 들어, 32 파이버, 파이버 스위치 당 80 파장들은 2560 x 2560 포트 패브릭을 필요로 할 수 있다. 이 같은 패브릭은, 모든 크로스포인트 연결들이 이용될 수 없기 때문에, 비효율적이다.
도 14는 또한 다중-평면 스위칭을 위한 포토닉 스위칭 구조(520)를 도시한다. 유사한 파장들에 대한 입력들과 출력들은 함께 그룹화되고, 이들은 포토닉 스위칭 패브릭에서 영역(zone)(528), 영역(526), 및 영역(524)과 같은 영역들을 생성한다. 이들 영역들은 자체 포함(self-contained)이고, 영역에 어떤 법적인 연결도 페브릭의 어떤 곳에서도 유래하지 않기 때문에, 쓸모없는 크로스포인트들이 제거될 수 있고, 각 영역은 독립적인(standalone) 작은 스위칭 패브릭이 된다. 이것은 단일의 큰 스위칭 패브릭이 N 작은 것들로 대체되는 것을 수월하게 한다 (N은 파이버 당 파장의 개수이다). 이들 작은 패브릭들은 더 큰 패브릭의 1/N 크기이다. 예를 들어, 파이버 당 32 파이버들과 80 파장들, 그리고 2560 x 2560 포트 패브릭들과 함께, 32 x 32 포트 패브릭들이 있다. 또한, 광 증폭기들(432)은 스위치들, WDM 디멀티플렉서들, 및 WDM 멀티플렉서들의 손실을 보상하기 위해 사용된다.
아래의 표 3은 WDM 파장 카운트와 MEMS 스위치 크기의 함수로서 DWDM 애플리케이션에서 어떤 상호-평면 커넥티비티(connectivity)도 갖지 않는 다중-평면 스위치들의 용량을 나타낸다. 320 x 320 포트들을 갖는 MEMS 스위칭 모듈들 및 80 파장들과 함께, 25,600 x 25,600의 평면 기반 스위치가 만들어질 수 있다. 이것은, 추가/드롭(add/drop) 및 파장 변환에 의해 약 17,000 x 17,000 포트들까지 감소된다.
다단 스위치들은, DWDM 구조를 취하지 않기 때문에, 다중-평면 스위치들 보다 더 일반적이다. 그러나, 다중-평면 스위치들은, 3개 대신 하나의 스위칭단을 갖기 때문에, 다단 스위치들보다 더 적은 광 손실을 유발한다. 또한, 다중-평면 스위치들은 직접 주소가 가능하고, 크로스포인트 자원의 1/3 내지 1/4을 사용한다.
Figure pct00003
도 15는 C-RAN(260)과 유사한 C-RAN(310)를 도시한다. 초기에, 안테나(278)는 커버리지 영역(336)을 갖고, 안테나(286)는 커버리지 영역(282)을 갖고, 그리고 안테나(270)는 커버리지 영역(268)를 갖는다. 커버리지 영역(282)에서 커버리지 영역(284)까지 안테나(286)의 커버리지를 확장하는 것과 커버리지 영역(268)에서 커버리지 영역(330)까지 안테나(270)의 커버리지 영역을 확장하는 것은 안테나들(286, 270)이 안테나(278)에 의해 커버되었던 영역을 커버하도록 한다. 따라서, 안테나(278)의 파워 다운이 보상된다.
또한, C-RAN(310)은 예로서 BBU-RRU 맵핑의 실시간 적응 제어를 위한 능동 제어 메커니즘을 예증한다. 상기 제어 메커니즘은 일간(day) 프로그램된 맵핑 시간에 대한 응답, 예기치 않은 또는 예측된 트래픽 핫 스팟들, 및 변하는 트래픽 패턴들에 대한 적응 응답을 용이하게 한다. 또한, 상기 제어 메커니즘은 불필요한 BBU들, RRU들, 및/또는 안테나 사이트들을 종료시키거나, BBU들, RRU들, 또는 다른 장비 또는 플랜트의 고장들에 응하여 BBU들 및/또는 RRU들을 재구성하는 것을 용이하게 할 수 있다.
BBU들(264)은 모든 서비스 수준(level) 관리, 트래픽 흐름 관리, 최종 사용자 디바이스들과 특정 셀 사이트들(RRU들)의 접속 등을 제공한다. 이와 같이, BBU들은 평균 및 피크 실시간 트래픽 부하 및 자신의 RRU들에 부속된 무선 사용자 디바이스들의 개수를 측정하는 능력을 미리 갖고 있을 수 있다. 이 정보는 사용자 당 능동 흐름 및 BBU들의 전체 입력에서 능동 트래픽 패킷들의 용량에서 유래한다.
도 15에 도시된 시스템(310)에서, BBU들(264)은 현재 측정된 트래픽 부하 수준을 트래픽 맵핑 블록(314)에 공급한다. 그 다음, 트래픽 맵핑 블록(314)은 BBU들로부터 현재 또는 최근 트래픽 부하들을 수집하고, 그래서 접속된 RRU 또는 안테나 사이트 부하들을 수집한다. 이것은 시스템 와이드 스냅샷(wide snapshot)으로서 행해질 수 있고, 또는 설정 시간 간격으로 최후 수집 이후 평균 또는 피크 트래픽 데이터를 수집하기 위해 연속으로 서비스 중인 BBU들을 스캐닝함으로써 행해질 수 있다. 상기 설정 시간 간격은 몇초에서 몇분까지 일 수 있다. BBU들(264)은 트래픽 부하에 기초하여 순서가 정해진다. 예를 들어, BBU들(264)은, 용량 한계 부근에서, 예를 들어 제1 임계값 이상에서 동작하는 BBU들, 매우 낮은 부하, 예를 들어 제2 임계값 이하에서 동작하는 BBU들, 및 중간 부하, 예를 들어 제1 임계값과 제2 임계값 사이에서 동작하는 BBU들로 분리될 수 있다. 다른 예에서, BBU들은 각 간격에 대한 트래픽 부하 또는 몇 개의 간격에 대한 각 BBU의 시간 이력에 의해 분류될 수 있다. 이것은 변화하는 부하 조건 및 반복 패턴을 판단하는데 유용할 수 있다. 예를 들면, 다수의 24 시간 주기들에서 보기(view)을 형성하는 것은 주간 또는 주말 동안의 어떤 특정 순간의 적절한 트래픽 수준을 예측할 수 있게 하고, 일일 시간 트래픽 예측 및 상기 예측에 대한 계획된 응답을 할 수 있게 한다. 이와 달리, 가장 큰 변화를 몇 개의 샘플에서 측정된 트래픽 수준에서 보이는 BBU들의 리스트가 만들어질 수 있다. 가장 큰 부하를 갖는 BBU들 및 이에 접속된 RRU들은 보강을 위한 후보들이 되고, 반면에 트래픽이 인접 RRU에 오프로드되면, 적은 트래픽 부하를 갖는 BBU들에 접속된 RRU들은 서비스 종료될 후보들이 된다. 이 같은 변경을 용이하게 하기 위해, 트래픽 맵핑 블록(314)은, 전체 네트워크에 걸쳐 예측된 또는 측정된 트래픽 부하들을 처리하기 위해 안테나 사이트 당 능동 RRU들의 이상적인 수준을 갖는 RRU 활성화 타겟 맵을 생성한다. 이와 달리, 일간 강제 할당 시간 동안, 트래픽 맵핑 블록(314)은, 실제 측정된 트래픽 수준 대신 안테나 사이트 당 RRU들로 표현된 일간 트래픽 수준의 시간을 공급한다.
RRU 활성화 타겟 맵은 계산 블록(316)에 공급된다. 계산 블록(316)은 이상화된 BBU-RRU 맵핑을 위한 옵션들을 계산하고, 이 옵션들을 BBU-RRU 접속(association) 블록(320)의 현재 BBU-RRU 맵핑과 비교한다. 이 단계의 목적은 프로비저닝된 용량 수준에서의 변화를 확인하기 위한 것이고, 최소 연결 개수를 중단하거나 변경하면서 새로운 RRU 수준 활성화 맵을 확인하기 위한 것이다. 바람직하게는, 트래픽이 다른 인접 RRU에 핸드 오프되었으면, 서비스의 연속성을 유지하기 위해 단지 가볍게 부하된(loaded) 연결들이 변경된다. 일례에서, BBU-RRU 접속 블록(320)은 메모리의 타겟 맵을 위한 옵션들을 생성하는 프로세서이다. 또한, BBU-RRU 접속 블록(320)은 RRU들이 서비스 중이지 않지만, 사용 가능한 것을 추적하기 때문에, 이들은 타겟 용량 맵의 구현에 이용될 수 있다.
그 다음, 계산 블록(316)은 사이트 당 RRU들 개수의 변화 및 수정된 트래픽 수준을 달성하기 위한 맵핑의 변화를 계산한다. 트래픽 특성을 획득하기 위해 BBU-RRU 커넥티비티를 변경하는 방법에 대한 결정은 맵핑 규칙 블록(318)에 따라 수행되고, 트래픽 부하를 처리하고 광경로 길이를 최소화하는 동안, 맵핑 규칙 블록(318)은 변경 및 중단을 제어하고 최소화하기 위한 알고리즘들 및 규칙들을 제공한다. 상기 알고리즘들 및 규칙들은, 소정 임계값 이하의 차이는 무시하고, BBU를 활성상태들 사이에서 이동하는 것 보다 활성상태에서 비활성상태로 이동하는 것이 더 좋은 또는 더 안좋은, 또는 BBU 개수의 이동을 최소화하는 것과 같은, 많은 규칙들 또는 양태들을 갖을 수 있다. 활성 BBU들의 풀(pool)과 비활성 BBU들의 풀 사이에서 순환을 방지하는 것이 바람직하다. 히스테리시스의 일부 형태는 상기 순환 방지를 용이하게 하도록 상기 알고리즘에 구축될 수 있다.
계산 블록(316)은 맵핑 규칙 블록(318)의 규칙들 및 알고리즘들을 트래픽 맵핑 블록(314)에서 요구되어 변경된 트래픽 용량 타겟 맵에 적용함으로써 행동 계획(action plan)을 이끌어낸다. 맵핑 규칙 블록(318)은 BBU들과 RRU들 사이의 연결들을 설정하고, 변경하고, 내리기(taking down) 위한 규칙들과 알고리즘들의 세트를 포함한다. 맵핑 규칙 블록(318)은 트래픽 수준들에 대한 실시간 및/또는 이력 데이터의 사용, 트래픽 수준들의 변경율, 및 RRU들 사이의 물리적 레이아웃 및 공간을 포함할 수 있다. 상기 맵핑 규칙 블록은 또한 네트워크 에지 스위치(262), 포토닉 스위치 연결 맵, 및 BBU들에 대한 변화를 고려한다.
또한, 계산 블록(316)은 네트워크의 물리적 레이아웃을 수신한다. 네트워크의 물리적 레이아웃은 맵핑 규칙 블록(318), BBU-RRU 접속 블록(320), 또는 분리 블록(미도시)에 저장될 수 있다. RRU들이 다른 RRU들을 지원하거나, 대체하거나, 또는 증대시킬 수 있는 것을 확인하는데 필요한, RRU들의 물리적 배치 및 커버리지 영역들과 정보는, 예를 들어 BBU-RRU 접속 맵과 함께 저장된다. RRU는 같은 안테나 사이트를 공유하는 종료된 RRU들을 커버할 수 있다. 또한, 커버리지가 도 15에 도시된 바와 같이 안테나들(270, 286)까지 확장될 수 있으면, RRU는 이웃하는 안테나 사이트들에 있는 RRU들을 커버하도록 용도변경될 수 있다. RRU들은 고정되어 있기 때문에, 이들은 같은 안테나 사이트에 있는 RRU들과 가장 잘 대체될 수 있거나, 이웃 안테나 사이트들에 있는 RRU들과는 덜 효과적으로 대체될 수 있다.
일례에서, BBU-RRU 쌍은 서비스 중료된다. 낮은 트래픽 수준을 갖는 안테나 사이트로의 BBU-RRU 링크가, 관리 측정에 의해 판단된 바와 같이, 종료되어야하면, 계산 블록(316)에 의해 적용된 맵핑 규칙 블록(318)의 BBU-RRU 맵핑 알고리즘은 RRU에 접속된 BBU에 통보한다. 접속된 RRU 근처에 있는 RRU들에 접속된 다른 BBU들에 자신의 트래픽을 핸드 오프한 후, BBU는 서비스에서 제거될 수 있다. 일례에서, 이것은 접속의 강제 변경이다. 다른 예에서, 이것은 디바이스가 셀 사이트의 범위 밖으로 벗어날 때, 상기 접속 변경에 유사한 접속 변경을 트리거링하거나, 다른 핸드 오프 메커니즘을 트리거링하는 RRU 전력을 램핑 다운(ramping down)함으로써 성취된다. 서비스가 BBU에서 연결해제되면, 그들 사이의 포토닉 스위치 연결은 제거되고, BBU, RRU, 및 적정 스위치 포트들은, 서비스 자원의 여분으로서, BBU-RRU 접속 블록(320)의 BBU-RRU 맵핑 필드에 입력된다. 또한, 포토닉 스위치(266)는 서비스 종료중인 RRU가 여전히 암묵적 고장을 회피하는데 기능할 수 있는지를 체크하기 위해, 테스트 시스템(도시되지 않음)에 연결을 주기적으로 적용하도록 지시될 수 있다. BBU는 BBU-RRU 맵핑 블록에서, 예를 들어 "비접속된 - 사용 가능한"으로 표시되고, 반면에 RRU는 예를 들어 "비접속된 - 연결해제된 좋은 제고(good inventory)"로 표시된다. 같은 안테나 사이트 내에 있는 다른 RRU들과 대응하는 BBU들은 서비스 종료되었던 BBU-RRU 쌍에 의해 이전에 지원되었던 트래픽을 처리한다.
다른 예에서, 안테나 사이트의 트래픽은 어떤 RRU들을 해당 사이트에서 얼라이브(alive)한 상태로 유지할 가치가 없는 낮은 수준으로 떨어진다. 이와 달리, 전체 사이트는 유지보수 또는 다른 이유 때문에 서비스 종료될 필요가 있을 수 있다. 이때, 안테나 사이트의 모든 RRU들은 강제 핸드오프에 의해 다른 사이트에서 연결해제된다. 이것은 핸드 오프를 트리거하는 전력을 램핑 다운함으로써 수행될 수 있다. 적은 트래픽을 겪고 있는 이웃 셀은 하나 이상의 RRU들의 범위를 확장함으로써 핸드 오프되고 있는 트래픽 부하를 픽업할 수 있다. 이것은, 서비스가 종료되도록 안테나 이득, 예들 들어 빔 형성(beam forming)을 안테나 사이트 방향으로 변경함으로써 수행될 수 있다. 이와 달리, 이것은, 하나 이상의 RRU들에 대한 모뎀 성상도를 더 많은 러기드(rugged) 성상도로 변경함으로써 수행된다. 예를 들어, 해당 범위를 확장함으로써 트래픽 이송 용량을 줄일 수 있기 때문에, 256 QAM 모뎀 신호가 64 QAM 또는 16 QAM 신호로 감소되거나, 64 QAM 신호가 16 QAM 신호, 4 QAM 신호, 또는 직각 위상 편이 키잉(keying)(QPSK) 신호로 감소될 수 있다. 이 같은 변경은 예를 들어 모든 트래픽이 적은 때인 심야에 수행될 수 있다.
다른 예에서, BBU-RRU 쌍은 안테나 사이트 커버리지 영역 내의 트래픽 부하를 서비스 하고 있지만, 트래픽 수준은 상승하여, 임계값을 넘는다. 과부하가 생기기 전에 경감하는 것이 필요하다. 계산 블록(316)은 BBU-RRU 링크들의 데이터를 해석하여 액션(action)이 필요한지를 트래픽 부하 및 맵핑 규칙 블록(318)의 응답 알고리즘에서 식별한다. 계산 블록(316)은 위치 맵에서 예비 RRU들의 리스트 및 예비 RRU들의 위치들을 얻기 위해 BBU-RRU 접속 블록(320)과 협의한다. 계산 블록(316)이 예비 RRU들 중의 하나가 과부하로 되고 있는 RRU와 같은 안테나 사이트에 있는 것으로 판단하면, 계산 블록(316)은 예비 BBU를 식별하기 위해 맵핑 규칙 블록(318)을 참고한다. 다음, 계산 블록(316)은 서비스를 위한 BBU를 표시하고, BBU를 예비 RRU에 연결하는 포토닉 스위치 연결 제어 블록(322)을 경유하여 포토닉 스위치(266)에 지시하고, 그리고 BBU가 현재 액티브이고 스트림들을 수용할 수 있다는 것을 네트워크 에지 데이터 스위치(262)에 통보한다. 새로운 RRU가 액티브이면, 다른 RRU들의 일부 트래픽은 상기 새로운 RRU에 전달된다. 이와 달리, 일부 트래픽은 예를 들어 부하-밸런싱 또는 핸드-오프 프로세스에 의해 강제로 전달될 수 있다.
상기 변경을 실행하기 위해, 계산 블록(316)은 상기 변경을 BBU-RRU 접속 블록(320)에 기록한다. 또한, 계산 블록(316)은 포토닉 스위치 연결 제어 블록(322)이 새로운 맵핑을 실시하도록 포토닉 스위치(266)에 연결을 적절히 설정하도록 한다. 포토닉 스위치 연결 제어 블록(322)은 계산 블록(316)의 BBU-RRU 연결 요청을 물리적 포토닉 스위치 포트 연결로 맵핑한다. 또한, 포토닉 스위치 연결 제어 블록(322)은 포토닉 스위치에서 스위치 포토 연결을 실행하고 인증한다. 예를 들어, WDM 없이 CLOS 스위치 아키텍처(architecture)에 기초한 포토닉 스위치가 사용되면, RRU들 및 BBU들의 포트들은 포토닉 스위치(266)에 연결되고, 적절한 스위치 상태 설정을 식별하기 위해 CLOS 스위치단을 가로지르는 자유 경로 탐색이 적용된다.
대형 네트워크에서, 파이버들 또는 파장들을 BBU에 접속된 제1 포토닉 스위치에 직접 연결하는 것은, 파이버 또는 파장 용량 및 연결 대역폭의 낭비이다. 다중 광 캐리어들은, 예를 들어 CWDM(coarse wavelength division multiplexing) 또는 DWDM을 사용하여 단일 파이버에서 다른 파장들로 전송될 수 있다. 다중 직접 BBU-RRU 링크들은 단일 파이버에 전송될 수 있다.. 그러나, BBU-RRU 커넥티비티 맵이 이동하는 네트워크 트래픽 부하들에 응하여 변경되면, 광 캐리어 링크들은 파이버 및 파장 네트워크를 더 잘 사용하도록 이동될 필요가 있을 수 있다. 도 16은 다중 포토닉 스위치들이 구비된 C-RAN(360)를 도시하고, 상기 다중 포토닉 스위치들은 BBU-RRU 링크들의 추가 재-라우팅(re-routing)을 허용하는데 사용될 수 있다. 도 16은 4개의 포토닉 스위치들을 도시하지만, 도 16은 대도시 지역의 크기에 걸치는 메쉬 네트워크가 되도록 확장될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
C-RAN(360)은 다중 포토닉 스위치들, 즉 BBU들(264)에 인접한 포토닉 스위치(266) 및 원격 사이트들에 있는 포토닉 스위치들(388, 392, 396)을 포함한다. C-RAN(360)은 십만 이상의 인구가 있는 도시권 및 대도시권에서도 유용할 수 있다. 예를 들어, 수천만의 사람들이 수백 또는 수천의 RRU 사이트들을 하나 이상의 BBU 사이트들에 수용된 하나 이상의 집중형 대규모 어레이의 BBU들에 연결하는 대규모 메쉬 포토 스위치에 의해 혜택을 받는다. 추가 포토닉 스위치들은, 상당한 추가 지연 또는 지터를 도입함이 없이, 추가적인 특징을 가능하게 한다.
도시된 바와 같이 C-RAN(360)은 베이직 스위치형 메쉬 네트워크이다. 그러나, 트리-앤-브랜지(tree-and-branch)와 복제 트리-앤-브랜치와 같은 다른 네트워크 토폴러지들이 사용될 수 있다. 헤드-엔드(head-end) BBU 사이트들의 개수 및 위치에 따라, 트리-앤-브랜치 구조가 단일 BBU 사이트의 경우에 적절할 수 있다. 메쉬 네트워크 및 트리-앤-브랜치 네트워크는 모두 훨씬 짧은 라우팅을 제공하고, 링-기반 네트워크 보다 광 파이버 상에서 더 적은 전송 지연으로 이끈다. 일례에서, 포토닉 스위치들은 파장들을 전용 온고잉(ongoing) 파이버들로 RRU 사이드들에 입력한다. 다른 예에서, 포토닉 스위치들은 광 캐리들(carries)의 파장 그룹에 RRU 그룹에 로컬인 WDM 디멀티플렉싱을 제공한다. 이와 달리, RRU들은 필드 마운트(field mounted) 광 파장 스플리터/결합기(splitter/combiner)가 마련된 WDM 수동 광 네트워크에 의해 스위치로부터 공급된다.
도시된 바와 같이, 네트워크 관리 시스템(372)은 포토닉 스위치들(388, 392, 396)의 스위칭을 조정하고 제어한다. 이와 달리, 다른 제어 구조들이 사용될 수 있다. 네트워크 관리 시스템(372)은 광 전송 네트워크를 관리하고, 네트워크 경로들을 만들기 위해 연쇄화되는데 필요한 링크 성분들을 식별한다. 또한, 네트워크 관리 시스템(372)은 예비의 미사용 링크들을 식별하고, 경로로 따라 자동화된 크로스-연결들 또는 스위치들에 연결 설정을 확립한다. 네트워크 관리 시스템(372)은 가장 낮은 지연 커넥티비티를 설정하고, 지연에 기초하여 BBU-RRU 연결들의 순서를 확립하고 분류한다. 상기 지연은 링크들의 광경로 길이의 함수이고, 포토닉 스위치들의 지연 보다 실질적으로 더 크다. 따라서, 네트워크 관리 시스템(372)은 새로운 경로를 제공할 때, 경로에 가장 낮은 지연으로 되는 파이버 링크들의 가장 짧은 연쇄(concatenated) 세트를 제공한다. 파이버 지연이 포토닉 노드 지연을 어떻게 능가하는지의 설명으로서, 포토닉 스위칭 장비의 완전한 베이(bay)를 통하는 광경로가, (대규모 2,560 x 2,560 파장 스위치를 지원하기 위한 충분한 물리적 공간, 즉 가장 큰 노드들을 제외한 임의의 애플리케이션에서 필요해지는 것보다 더 많은), 수 미터로, 예를 들면 약 3 내지 4 미터로 측정된다. 그러나, 스위치 노드들 사이의 거리는 대도시 애플리케이션에서 3km에서 20km까지일 수 있다. 빛의 속도는 포토닉 스위치의 광 회로들에서 그리고 파이버의 코어에서 거의 동일하기 때문에, 파이버로 인한 지연은 포토닉 스위치에서의 지연보다 3 자리수를 초과하는 만큼 더 크다. 포토닉 스위치를 통하는 지연은 대략 15nsec 정도이고, 반면에 5km 이상에서의 지연은 대략 25㎲이다.
트래픽 맵핑 블록(314)은, 데이터를 처리한 후, 실시간 트래픽 측정을 서비스중인 RRU들에 접속된 BBU에서 계산 블록(316)으로 공급한다. 그런 다음, 계산 블록(316)은 알고리즘들과 규칙들을 맵핑 규칙 블록(318)의 데이터에 적용한다. 또한, 계산 블록(316)은 연결의 변경 여부를 결정하고, 만일 그렇게 했으면, 상기 변경이 무엇이 될 것인지를 결정한다. 변경이 수행될 때, 계산 블록(316)은 BBU-RRU 접속 블록(320)과 협의하여 추가될 RRU를 위치시킨다. RRU는 동일 안테나 사이트 또는 이웃 안테나 사이트에 있을 수 있다. 계산 블록(316)은 추가될 RRU와 이 RRU에 접속될 BBU를 판단한다.
포토닉 스위치를 설정하는 대신, 다중 포토닉 스위치들이 새로운 BBU-RRU 연결을 생성하도록 설정된다. 계산 블록(316)은 상기 새로운 연결을 네트워크 관리 시스템(372)에 통보하고, 연결될 RRU의 아이덴티티와 BBU들의 뱅크의 소스 포트들에 대한 옵션들을 포함한다. 연결될 RRU는 네트워크 관리 시스템(372)에 알려진 디바이스이다. 또한, 네트워크 관리 시스템(372)은 포토닉 스위치(266)에 이용된 또는 이용되지 않은 네트워크측 포트들의 맵을 유지한다.
네트워크 관리 시스템(372)은 이용되지 않은 BBU들과 요청된 RRU 사이의 이용가능한 경로들을 계산한다. RRU는 DWDM 파장 디멀티플렉서의 단일 디멀티플렉스된 광 포트에서 공급되기 때문에, 고정된 파장으로 동작한다. 네트워크 관리 시스템(372)은 단지 동일 파장에 연결된 포토닉 스위치 포트들에 접속된 BBU들만을 탐색한다. 후보 경로들이 위치되면, 이 후보 경로들은 구성 링크들의 지연들을 추가함으로써 지연을 위해 분석된다. 그런 다음, 네트워크 관리 시스템(372)은 이용가능한 최단 지연 엔드간(end-to-end) 경로를 생성하기 위해 링크들을 연쇄상으로 하도록 포토닉 스위치들을 설정하고, BBU에서 RRU까지 선택된 경로를 생성한다. 계산 블록(316)은 포토닉 스위치(266)에서 적절한 연결을 만들도록 포토닉 스위치 연결 제어(322)에 통보한다. 또한, 계산 블록(316)은 대응하는 RRU 파장 포트와 매칭되는 할당된 DWDM 채널과 매칭되도록 BBU 전송 파장을 프로비저닝한다. 전기-광학 변조기를 제공하는 조율가능한 레이저, 또는 BBU들에 걸쳐서 분배된 수많은 광 캐리어들을 발생하는 집중형 광 캐리어 발생기와 같은 조율가능한 소스가 프로비저닝에 기초한 BBU에 의한 사용을 위해 선택될 수 있다.
C-RAN(360)에서, WDM 멀티플렉싱을 포함하는 포트(382)는 포토닉 스위치(388)의 포트(391)에 연결되고, 반면에 포트(384)는 외부 플랜트 파이버 케이블 스팬(span)을 경유하여 포토닉 스위치(388)의 포트(390)에 연결된다. 또한, 포트(386)는 외부 플랜트 파이버 케이블 스팬을 경유하여 포토닉 스위치(392)의 포트(394)에 연결된다. 또한, 포토닉 스위치(388)의 포트(393)는 외부 플랜트 파이버 케이블 스팬을 경유하여 포토닉 스위치(396)의 포트(403)에 연결되고, 반면에 포토닉 스위치(388)의 포트(395)는 외부 플랜트 파이버 케이블 스팬을 경유하여 포토닉 스위치(392)의 포트(397)에 연결된다. 또한, 포토닉 스위치(392)의 포트(399)는 외부 플랜트 파이버 케이블 스팬을 경유하여 포토닉 스위치(396)의 포트(398)에 연결되고, 포토닉 스위치(392)의 포트(401)는 외부 플랜트 파이버 케이블 스팬을 경유하여 포트(418)에 연결된다. 포토닉 스위치(396)의 포트(405)는 외부 플랜트 파이버 케이블 스팬을 경유하여 포트(412)에 연결된다. 상기 스위치들은, 서비스되는 메트로 지역에 걸쳐있는 포토닉 스위치들의 위치에 기초하여, 물리적 길이를 달리하는, 예를 들면 3km에서 20km까지의 외부 플랜트 파이버 스팬을 경유하여, 상호연결된다. 네트워크 관리 시스템은 상기 스팬들, 스팬들의 길이, 및 각 스팬의 필연적인 TOF(time-of-flight) 지연을 인식하고 있다. 네트워크 관리 시스템은 이용가능한 스팬들에서 어떤 조합이 최단 경로를 생성하는지를 판단하려 하고, 이에 따라 BBU와 RRU사이의 가장 낮은 지연이 해당 연결을 우선적으로 할당할 것이다. 실제로, 이 네트워크는 주요 도시권에 걸쳐 확장될 수 있고, 더 많은 노드들, 예를 들어 10 내지 50 노드들을 가질 수 있다. 다중 루트 옵션들은 임의의 사이트에 존재할 수 있다.
DWDM에 기초한 기존의 대도시 포토닉 스위치형 네트워크에 있어서, 파장 차단이 발생하면, 파장 컨버터가 사용될 수 있다. 파장 차단은 특정 파장에서 어떤 온고잉 경로 용량도 없을 때 있게 된다. 이때, 광 캐리어는 다른 파장에 정보를 계속해서 전송할 수 있다. 그러나, 파장 변환은 광-전기-광 기능이고, 일부 지연 및 상당한 지터를 도입할 수 있다.
일례에서, 상기 광-전기-광 기능을 피하기 위해, 만일 가장 낮은 지연 루트가 소정 파장에서 다른 트래픽 때문에 차단되고, 다른 다소 더 긴 루트가 차단되지 않았으면, 이들 루트들 중의 하나가 선택될 수 있다. 이것은 파장 용량, 포토닉 스위치, 및 케이블링(cabling)이지만 전기-광학이 아닌 측면에서 어느 정도의 오버프로비저닝에 의해 촉진된다. 이것은 확대된 스위치 노드와 유사한 방식이지만 네트워크 수준으로 예비 용량을 생성한다. 따라서, 최대로 가능한 지연 내에 있는 모든 루트들이 탐색될 수 있고, 다른 수용가능한 루트가 선택된다.
다른 실시예에서, BBU-RRU 링크들의 맵핑에서 파장 차단의 가능성과 같은 파장 할당 알고리즘의 사용은 파장 차단을 줄인다. 안테나 사이트에 다중 RRU들이 있는 곳에서, 가장 적게 사용된 파장 값들을 갖는 것들은 파장들을 부하 밸런싱하는데 우선적으로 선택되어 다중 경로에서 집중되는 파장들의 가능성을 줄인다. 이것은 네트워크에 연결될 수 있는 예비 자원 RRU들의 경우에서 RRU 고립을 방지하기 위한 것이다.
추가 예에서, 과잉 용량의 프로비저닝은 파장 차단을 줄이는데 사용된다. 이것은 추가 파이버들과 스위치 포트들을 포함할 수 있다. 이것은 파장들이 많을 때 유용할 수 있다.
다른 예에서, RRU에 대한 보호 경로는 다른 파장 값으로 제공된다. 이것은 전송 실패 후 RRU가 서비스에 남아 있도록 허용하기 위해 수행될 수 있다. 제1 파장이 셋업(set up) 동안 차단된 것이 발견되면, 보호 파장이 사용된다. 양쪽 파장들이 차단될 가능성은 적다. 네트워크는 동적이기 때문에, 제1 파장 연결이 회복되어 RRU에 할당되기 전에 단지 짧은 시간이 있을 수 있다.
추가 예에서, 조율가능한 광 필터가 RRU에서 DWDM 디멀티플렉서 대신에 사용될 수 있다. RRU는 임의 파장을 사용하도록 프로비저닝될 수 있다. 이 솔루션은 조율가능한 광 소스를 사용한다.
C-RAN 네트워크에서 포토닉 스위치들의 사용은 다중 광경로들이 BBU들(374)과 RRU들(272) 사이에 존재하게 할 수 있다. 정상적인 동작 하에서는, RRU와 BBU 사이의 광학적 최단 루트가 사용된다. 그러나, 케이블이 절단되거나 다른 정지(outage)가 있으면, 포토닉 스위치들은 정지를 바이패스하도록 구성되어 최단 동작 광 경로를 경유하여 RRU를 BBU에 재연결하도록 구성될 수 있다.
도 17은 고장 검출 시스템(554)을 포함하는 C-RAN(550)을 도시한다. 고장 검출 시스템(554)은 스위칭 노드들에서 상태 보고들 및 경보들을 수신한다. 도시된 바와 같이, 이들 경계 경보들은 네트워크 관리 시스템(552)에서 온다. 다른 예에서, 상기 경계 경보들은 자동 보고 경로들을 경유하여 온다. 이 정보 및 네트워크 관리 시스템(552)의 현재 연결 경로에 기초하여, 고장 검출 시스템(554)은 고장들을 검출하고 선언한다. 또한, 고장 검출 시스템(554)은 고장난 네트워크 성분 또는 링크, 예를 들어 DWDM 포트 기능과 같은 파이버 스팬, 스위치 노드, 또는 스위치 노드의 부품과 같은 유지보수 엔터티에서의 다운(down)을 식별한다. 또한, 고장 위치는 어느 광 경로들 및 링크들이 고장에 의해 영향을 받았는지를 계산하는데 사용된다. 루트들은 예비 네트워크 용량을 사용하여 영향받은 광 캐리어들을 위한 다른 링크들을 통해 재-계획된다. 판단이 되었으면, 네트워크 관리 시스템(552)은 포토닉 스위치들(388, 392, 396) 및 BBU 관리 시스템과 통신한다 . 특히, 계산 블록(316)은, 필요하면, 새로운 경로들을 설정한다.
고장이 발생하면, 네트워크 관리 시스템(552)는 경보들을 수신하여, 고장 검출 시스템(554)에 전달한다. 고장 검출 시스템(554)은, 고장난 링크 또는 노드를 확인하기 위해 네트워크의 상기 경보들과 다른 입력들을 분석한다. 노드 또는 노드의 부품이 고장이면, 상기 노드는 일반적으로 자신의 고장을 보고할 것이다. 그 다음, 고장 검출 시스템(554)은 네트워크 관리 시스템(552)에 고장난 노드 또는 링크를 통보한다. 네트워크 관리 시스템(552)은, 어느 경로들이 고장난 링크 또는 노드를 통해 라우트되었는지를 판단하기 위해 연결된 경로들, 예를 들어 연결된 경로 테이블의 형태로 저장된 경로들을 검사한다. 네트워크 관리 시스템(552)은 포토닉 스위치형 네트워크의 최종 사용자에게 정지(outage)를 통보한다. 다음, 계산 블록(316)은 C-RAN 구성을 제어한다. 네트워크 관리 시스템(552)은 고장난 포인트를 통해 각 식별된 루트를 취하고, 이 루트에 대한 새로운 경로를 계산하고, 그리고 계산 블록(316)에 설정 변경을 통보한다. 한편, BBU들(374)은 계산 블록(316)에 대한 경보 상태로서 커넥티비티의 손실을 보고한다. 계산 블록(316)은 양호한 통신들이 네트워크에 걸쳐 대체되는지 여부에 대해 네트워크 관리 시스템(552)에 문의한다. 노드 또는 링크 고장과 같은 문제가 있으면, 계산 블록(316)은 고장난 링크들을 재연결한다. RRU가 BBU 호스트에서 사라졌을 때, 네트워크 관리 시스템이 양호한 광 연결을 보고하면, RRU는 고장이 있는 것으로 추정된다. 이 경우, 계산 블록(316)은 적절한 대체 RRU를 판단하여 연결한다.
도 18은 포토닉 계층 고장이 있는 C-RAN(560)의 예를 도시한다. 초기에, 경로(561)는 포토닉 스위치(266)로부터 포토닉 스위치(396)를 통과한다. 그러나, 경로(561)에 고장(565)이 있다. 회복된 경로는 경로(563)로 도시되었다. 고장(565)이 발생하면, 포토닉 스위치(396)는 소정의 프로비저닝된 포트들에 입력 신호의 손실을 보고한다. 또한, 포토닉 스위치(392)는 포토닉 스위치(396)에서부터 소정의 업스트림 경로 포트들 상의 신호 손실을 보고한다. 고장 검출 시스템(554)은 예를 들어 케이블 단선 때문에 포토닉 스위치(388)와 포토닉 스위치(396) 사이의 모든 커넥티비티가 손실되었다는 것을 판단한다. 고장 검출 시스템(554)과 네트워크 관리 시스템(552)은 이용가능한 예비 용량을 사용하여 영향받은 각 파장에 대한 새로운 최단 가능 루트를 계획한다. 따라서, 경로(561)가 경로(563)로 다시 라우트된다.
C-RAN(560)은 포토닉 스위치(266)에서 포토닉 스위치(392)를 거쳐 포토닉 스위치(388)로 가고, 그런 다음 포토닉 스위치(396)로 진행함으로써 경로를 회복할 수 있다. 그러나, 이것은 상기 경로 및 여분의 외부 플랜트 케이블 간격들에서 여분의 스위치를 추가하므로, 별도의 전송 지연이 추가된다. 포토닉 스위치(266)에서 포토닉 스위치(388)로 경로를 연결하는 대신에 포토닉 스위치(396)로 연결함으로써, 지연이 감소된다. 지연들을 고려하기 위해, 네트워크 관리 시스템(552)은 광 스팬 길이를 알아야 하고, 네트워크에서의 전송 지연을 알아야 한다. 유리에서 빛 속도의 지연은 스위치 노드를 통하는 지연 보다 상당히 더 크다. 유리 파이버에서의 빛 속도는 약 2/3c이다 (c는 진공에서의 빛 속도이다). 따라서, 1km 스팬은 약 5㎲의 지연을 갖고, 5km 스팬은 약 25㎲의 지연을 갖고, 그리고 20km 스팬은 약 100㎲의 지연을 갖는다. 한편, 몇몇 베이들의 대규모 광 스위치는 약 15 내지 20m의 광 경로 길이를 갖고, 약 75 내지 100ns의 지연을 갖는다. 약 2000 x 2000 포트들이 있는 단일 베이 스위치(single bay)는 약 25ns의 지연을 갖는다. 따라서, 스팬 지연들은 포토닉 스위치 지연들 보다 2 내지 3 자리수 이상 더 크다.
도 19는 C-RAN(580)에서 링크 회복의 예를 도시한다. 2개의 링크들인 링크(581)와 링크(585)는 한 케이블 단선 고장인 고장(589)에 의해 동시에 제거된다. 링크(585)는 적색 파장이고, 링크(581)는 녹색 파장이다. 포트(384)는 사용중인 녹색 파장을 이미 가지고 있고, 포트(382)는 사용중인 적색 파장을 이미 가지고 있다. 각 파장 또는 그룹 파장들에 대한 최단 경로가 계산되어 적용된다. 링크(585)는 포토닉 스위치(266)의 포트(384)에서 포토닉 스위치(388)의 포트(390)로 링크(587)로서 재-라우트되고, 그 다음 포토닉 스위치(388)의 포트(393)에서 포토닉 스위치(396)의 포트(403)로 재-라우트된다. 또한, 링크(581)는 포토닉 스위치(266)의 포트(382)에서 포토닉 스위치(388)의 포트(391)로 링크(583)로서 재-라우트되고, 그 다음 포토닉 스위치(388)의 포트(395)에서 포토닉 스위치(392)의 포트 (397)로 재-라우트된다.
다른 예에서, BBU들은 다수의 사이트들에 위치된다. BBU 위치의 다양성은 모든 BBU 자원들을 가져가 버리는 빌딩의 정전, 홍수, 화재, 또는 다른 재난과 같은 고장 위험의 단일 포인트를 피하기 위해 심사숙고될 수 있다. 이와 달리, 이것은, BBU 사이트가 용량으로 확장되고, 추가 BBU가 제2 사이트에 수용될 때, 또는 예를 들어 합병 또는 획득 후에 계산 개리어들의 자원들이 합병되거나 공유될 때, 네트워크 및 네트워크 자원의 자연적인 성장에서 생길 수 있다.
다수의 BBU 사이트들의 능력들을 공유하는 유연성은 다수의 BBU 사이트들이 존재할 때 바람직하다. 이것은 RRU 활동 맵 및 하루의 시간과 같이 변화하는 지배적인 현재 서비스들의 혼합에 근거할 수 있다. 예를 들어, 한 BBU 복합체는 스트리밍 비디오 집중 데이터 센터와 병치될 수 있는 반면에, 다른 BBU 복합체는 비즈니스 서비스 데이터 센터와 병치된다. 저녁에, 스트리밍 데이터 센터의 BBU들이 완전히 로딩되는 것은, 일반 백본(backbone) 스위치형 데이터 센서를 이용하여 RRU들에 전송하기 위해 상기 두 센서 사이의 데이터를 운반하는 것보다 더 의미있을 수 있다.
도 20는 BBU 센터들을 포함하는 C-RAN(590)를 도시한다. C-RAN(590)에서, 특히 BBU 사이트들이 네트워크를 통해 RRU들을 위한 단일 자원 풀로서 사용될 때, BBU 관리 시스템들 사이에 협력이 이루어진다. 외부 플랜드 토폴러지를 위한 다중 트리 구조들이 사용될 수 있다. 다른 토폴러지들도 사용될 수 있다. BBU 사이트들의 수가 증가함에 따라, 네트워크는 스위치형(switched) 메쉬 네트워크처럼 보일 수 있다. BBU-RRU 연결들이 광 공간에서 순수하게 남아 있도록 충분한 순수 파장들이 유지되는 동안, 만일 다른 사용자들을 위해 광대역 스위치형 디지털 패킷 네트워크를 제공하도록 충분한 네트워크 용량이 일반 목적 메트로 네트워크를 위해 존재한다면, 상기 스위치형 포토닉 네트워크는 인프라스트럭쳐에 기초한 일반 목적 메트로 코어 콜렉터 액세스 네트워크와 병합될 수 있다. BBU-RRU 링크들에서의 파장 변환은 회피될 수 있는데, 이는 상기 변환이 전기-광-전기 스위칭 기능이기 때문이다.
C-RAN(590)에서, BBU들(592)은 네트워크 에지 스위치(600)와 포토닉 스위치 (596)에 연결되고, 반면에 BBU들(622)은 네트워크 에지 스위치(610)와 포토닉 스위치 (626)에 연결된다. 또한, 포토닉 스위치 연결 제어(598)는 포토닉 스위치(596)에 연결되고, 포토닉 스위치 연결 제어(614)는 포토닉 스위치(626)에 연결된다. 노드 관리 시스템(602)은 BBU(592), 포토닉 스위치 연결 제어(598), 네트워크 에지 스위치(600), 네트워크 관리 시스템(618), 및 노드 관리 시스템(612)와 통신한다. 추가적으로, 노드 관리 시스템(612)은 네트워크 에지 스위치(610), BBU(622), 포토닉 스위치 연결 제어(614), 및 네트워크 관리 시스템(618)과 통신한다. 네트워크 관리 시스템(618)은 또한 고장 검출 시스템(616), 포토닉 스위치(632), 포토닉 스위치(636), 및 포토닉 스위치(640)와 통신한다. 안테나들(666, 670, 674, 680, 682, 688, 692)은 자신들 주변에서 클러스터된(clustered) RRU들(668)을 갖는다. 포토닉 스위치(596)는 포트들(604, 606, 608)을 갖고, 반면에 포토닉 스위치(626)는 포트들(628, 630)을 갖는다. 포트들(664)은 RRU 클러스터들 옆에서뿐만 아니라 포토닉 스위치들(632, 636, 640) 상에서 사용될 수 있다.
RRU가 BBU에서 연결해제되면, 이것은 집중형 네트워크 자원에 보이지 않는다. RRU의 이어지는 실패의 경우에, RRU를 BBU 자원에 재연결하기 위한 어떤 시도가 있을 때까지 중앙 네트워크 자원이 인식되지 않을 수 있고, 그 시간에 서비스를 전달하는 고장이 발생할 수 있다. 이것은, 만일 포토닉 스위치가 RRU를 BBU에서 연결해제시킬 때 주기적으로 RRU 기능성을 테스트하는 킵 얼라이브(keep alive) 활성화 및 테스트 시스템에, 포토닉 스위치가 RRU을 연결하면, 극복될 수 있다. 상기 활성화 및 테스트 시스템은, BBU 트래픽을 쓸모없는 RRU에 스위칭하는 것을 피하기 위해, 서비스 고장 또는 예비 재고 RRU 고장을 경보할 수 있다.
도 21는 RRU들과 BBU들을 링크하고 언링크하는(unlinking) 방법의 플로우 차트(700)를 도시한다. 초기에, 단계 702에서, RRU와 BBU는 언링크된다. 이것은, 예를 들어 BBU 또는 RRU가 적은 트래픽 때문에 서비스 종료 중이거나, BBU와 RRU 사이의 링크에 고장이 있으면, 수행될 수 있다. RRU를 BBU에서 언링크하는 것은 하나 이상 포토닉 스위치를 재구성함으로써 수행된다.
RRU를 BBU에서 언링크한 후, 단계 704에서, 언링크할 RRU들과 BBU들이 더 있는지 판단된다. 언링크할 RRU들과 BBU들이 더 있으면, 단계 702에서 다른 RRU가 BBU에서 언링크된다. 그러나, 언링크할 RRU들과 BBU들이 더 없으면, 단계 705로 진행한다. BBU들과 RRU들은 단지 언링크될 수 있거나, 단지 링크될 수 있거나, 또는 다른 구성에서 언링크 및 링크 모두 될 수 있다.
단계 705에서, BBU는 RRU에 링크된다. 이것은 하나 이상 포토닉 스위치를 재구성함으로써 수행된다. 트래픽 패턴의 변경, 주간 일정, 정지(outage), 또는 BBU-RRU 맵핑을 바꾸는 것이 바람직한 다른 이유에 의해, 어떤 변경이 트리거될 수 있다. 또한, 이것은 자원을 추가하거나 C-RAN에 전원을 넣을 때 수행될 수 있다.
단계 706에서, 링크할 RRU들과 BBU들이 더 있는지 판단된다. 링크할 RRU들과 BBU들이 더 있으면, 시스템은 단계 705으로 되돌아가 다른 RRU를 BBU와 링크한다. 그러나, 링크할 RRU들과 BBU들 더 없으면, 시스템은 단계 708로 진행하여 수행된다.
도 22는 C-RAN에서 링크를 조정하는 방법의 플로우 차트(710)를 도시한다. 초기에, 단계 712에서, 트래픽의 변화가 검출된다. 이것은 정규 스포츠 이벤트들 또는 콘서트들과 같은 정해진 장소에서의 이전 유사한 벤트들의 트래픽 활동에 근거할 수 있다. 다른 예에서, 네트워크에서의 실제 트래픽 활동의 측정이 수집된다. 1시간, 10분, 1분 간격, 또는 다른 시간 간격이 사용될 수 있다 (여기서, 네트워크 응답성과 불필요한 천(churn)의 트레이드 오프(trade off)가 있다). 갑작스런 국지적인 대규모 트래픽 스파이크(spike)가 인식될 수 있다. 용량은 외부 에이전트들의 요청, 예를 들면 재난시 당국 또는 긴급 서비스의 요청에 리디렉트(redirect)될 수 있다. 이들 요인들은 함께 수집되어, 최소의 BBU-RRU 천(churn)으로 타겟 맵을 최상으로 성취하기 위해 현재의 BBU-RRU 맵을 재구성하는 최상의 BBU-RRU 맵핑 및 최상의 방법들을 판단하는 네트워크 최적화 알고리즘 또는 처리를 실행할 수 있다.
단계 714에서, RRU가 RRU에서 언링크된다. 이것은 RRU 및/또는 BBU가 파워 다운되거나 RRU와 BBU 사이의 링크에 고장이 있으면 수행될 수 있다. 언링킹(unlinking)은 RRU와 BBU 사이에서 하나 이상 포토닉 스위치의 연결을 변경함으로써 수행될 수 있다.
RRU가 파워 다운되어야만 하는 것을 나타내는 트래픽 변화가 있으면, 예를 들어 특정 안테나에서 트래픽이 적으면, 단계 716에서, RRU가 파워 다운된다. 예를 들어, 저녁에, 업무 지역의 RRU가 파워 다운된다. 다른 예에서, 거주 지역의 RRU는 아침에 파워 다운된다. 이와 달리, 적은 트래픽 부하는 실시간으로 검출된다.
BBU가 현재 파워 다운 상태에 있는 RRU에 연결되어야 하면, 상기 RRU는 단계 717에서 파워 다운된다.
마지막으로, 단계 718에서, BBU는 새로운 RRU에 연결된다. 이것은 하나 이상 포토닉 스위치의 연결을 변경함으로써 수행될 수 있다. 그 다음, 새로운 BBU-RRU 링크가 트래픽을 수행한다. 이와 달리, 예를 들어 트래픽 부하가 적을 때, BBU는 오프로 남아있고, 다른 RRU에 연결되지 않는다.
도 23은 안테나가 파워 다운될 때 C-RAN에서 BBU-RRU 연결들을 리라우팅(rerouting)하는 플로우 차트(720)를 도시한다. 초기에, 단계 722에서, 파워 다운될 안테나의 안테나 사이트에 있는 RRU가 파워 다운된다.
그런 다음, 단계 723에서, 시스템은 파워 다운될 같은 안테나 사이트에 RRU들이 더 있는지를 판단한다. 파워 다운될 RRU들이 더 있으면, 다음(next) RRU가 단계 723에서 파워 다운된다. 파워 다운될 RRU들이 더 없으면, 시스템은 단계 724로 진행하고, 상기 안테나는 파워 다운된다.
안테나를 파워 다운한 후, 단계 726에서, 시스템은 파워 다운된 RRU들중 하나에 이전에 링크되었던 BBU가 파워 다운될 것인지 판단한다. 안테나 사이트의 종료는 심야와 같은 매우 적은 트래픽 시간대에 수행될 수 있다. 이 같은 경우, 감소된 전원 부하 때문에 많은 BBU들이 파워 다운될 수 있다. 그러나, 하나 이상의 BBU들이 다른 RRU에 리라우트될 수 있다. BBU가 파워 다운되어야 할 때, BBU는 단계 730에서 파워 다운된다. 한편, BBU가 파워 다운되지 말아야 할 때, BBU는 예를 들어 단계 728에서 포토닉 스위치의 연결을 재구성함으로써 다른 RRU에 링크된다.
단계 730 또는 단계 728 이후, 시스템은 단계 729에서 파워 다운되었던 RRU들에 이전에 링크되었던 BBU들이 더 있는지 판단한다. 단계 726에서 시험할 BBU들이 더 있으면, 다음 BBU가 파워 다운되어야 하는지 판단된다. 시험할 BBU가 더 없으면, 시스템은 단계 732로 진행한다.
단계 732에서, 이웃 안테나들의 커버리지가, 파워 다운된 안테나에 의해 이전에 커버되어던 커버리지 영역을 보상하도록 조정된다. 보상하기 위해, 하나 이상 이웃 안테나가 자신의 커버리지 영역을 증가시킬 수 있고, 그러므로 커버리지에 갭이 없다. 일례에서, 추가 커버리지가 적응 안테나를 빔-형성함으로써 제공된다. 다른 예에서, 전송 전력이 증가된다. 이와 달리, 모뎀 특성은 더 견고하지만 덜 효율적인 코드로 변경된다. 예를 들어, 그것은 256 QAM에서 16 QAM으로 이동할 수 있다. 이것은 심야와 같은 트래픽이 적은 시간대에서 문제가 되지 않을 수 있는 처리량을 줄인다.
도 24는 C-RAN에서 맵핑의 변경을 판단하는 방법의 플로우 차트(750)를 도시한다. 이 방법은 예를 들어, 하나 이상 포토닉 스위치를 사용하여 BBU-RRU 연결들을 변경함으로써 실행될 맵핑의 변경을 판단하기 위한 계산 블록(316)에 의해 수행될 수 있다. 초기에, 단계 752에서, 맵핑 옵션들이 계산된다.
그런 다음, 단계 754에서, 맵핑 옵션들은 서로 비교되고, 현재 맵핑에도 비교된다. 현재 맵핑은 메모리에 저장될 수 있다. 트래픽 특성을 성취하기 위해 BBU-RRU 커넥티비티를 변경하는 방법의 결정은, 예를 들어 변경 및 중단의 최소화를 찾는 BBU-RRU 맵핑 규칙들 및 알고리즘들의 세트에 따라 수행된다. 상기 알고리즘들 및 규칙들은 소정 임계값 이하의 차이는 무시하고, BBU들을 활성상태들 사이에서 이동하는 것 보다 활성상태에서 비활성상태로 이동하는 것이 더 좋은 또는 더 안좋은, 또는 이동하는 BBU의 개수를 최소화하는 것과 같은, 많은 규칙들 또는 양태들을 갖을 수 있다. 활성 BBU들의 풀(pool)과 비활성 BBU들의 풀 사이에서의 순환을 방지하는 것이 바람직하다. 트래픽을 지원하면서 광 경로 길이를 최소화하는 것이 또한 바람직하다.
마지막으로, 단계 756에서, 맵핑이 조정된다. 새로운 맵핑은 일례로 메모리에 저장된다. 그 다음, 새로운 맵핑은 하나 이상 포토닉 스위치를 조정함으로써 실행될 수 있다. BBU들, RRU들, 및 안테나들은 활성되거나 및/또는 비활성화될 수 있다. 또한, BBU-RRU 링크들은 조정될 수 있다.
도 25는 RRU를 테스트하기 위해 C-RAN을 재구성하는 방법의 플로우 차트(760)를 도시한다. 초기에, 단계 762에서, 테스트되는 RRU는 예를 들어 하나 이상의 포토닉 스위치를 사용하여 링크된 BBU에서 연결해제된다.
RRU가 연결해제된 후, 연결해제된 BBU는, 단계 764에서, 커버리지를 제공하기 위해 다른 RRU에 다시연결된다. 예를 들어, 트래픽이 적은 시간에 테스팅이 수행되고 있다면, 단계 764는 필요하지 않을 수 있다.
그 다음, 단계 766에서, 연결해제된 RRU가 테스트된다. 테스팅은 RRU가 적절히 동작하고 있는지 여부를 판단할 수 있다.
최종적으로, 단계 768에서, RRU는 예를 들어 하나 이상 포토닉 스위치를 사용하여 재연결될 수 있다. 만일 테스팅 중에 어떤 문제가 발견되면, RRU는 재연결되지 않는다. 또한, 트래픽 부하가 적은 이유로 RRU가 필요하지 않다면, RRU는 재연결되지 않을 수 있다. 이 경우, RRU는 이용가능한 RRU들의 뱅크에 추가된다.
본 개시에서는 몇몇 실시예가 제공되었으며, 개시된 시스템 및 방법이 본 개시의 본질 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 다양한 특정 형식으로 구현될 수 있음을 이해할 필요가 있다. 본 예시들은 설명을 위한 것들이지 제한하기 위한 것이 아니며, 본 명세서의 상세 설명으로 그 의도가 제한되지 않는다. 예를 들어, 다양한 구성요소 또는 컴포넌트는 다른 시스템에서 결합 또는 통합될 수 있거나, 특정 피쳐는 생략될 수도, 구현되지 않을 수도 있다.
더하여, 별개로 또는 분리된 다양한 실시예에서 설명 및 도시된 기술, 시스템, 서브시스템 및 방법은 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 시스템, 모듈, 기술 또는 방법에 결합 또는 통합될 수 있다. 연결 또는 직접 연결되거나 서로 통신하는 도시 또는 설명된 다른 아이템들은 몇몇 인터페이스, 장치 또는 중계 컴포넌트를 통해 전기적, 기계적 또는 다른 방식으로서 간접적으로 연결되거나 통신할 수 있다. 변경, 치환 및 개조의 다른 예시는 당업자에 의해 확인 가능하며 본 개시의 본질 및 범위를 벗어나지 않으면서 도출될 수 있다.

Claims (30)

  1. 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network: C-RAN)로서,
    제1 군의 안테나들;
    상기 제1 군의 안테나들에 연결된 제1 군의 무선 원격 유닛들(radio remote units: RRUs);
    제1 군의 광대역 베이스 유닛들(broadband base units: BBUs); 및
    상기 제1 군의 RRU들와 상기 제1 군의 BBU들 사이에 광학적으로 연결된 제1 포토닉(phonic) 스위치로서, 상기 제1 군의 RRU들의 RRU들을 상기 제1 군의 BBU들의 BBU들에 링크하는 제1 포토닉 스위치;
    를 포함하는 클라우드 무선 액세스 네트워크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포토닉 스위치는, 제1 군의 광파이버들에 의해 상기 제1 군의 RRU들에 광학적으로 연결되고, 그리고 제2 군의 광파이버들에 의해 상기 제1 군의 BBU들에 광학적으로 연결되는,
    클라우드 무선 액세스 네트워크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1군의 안테나들은 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하고, 상기 제1 군의 RRU들은 제1 RRU 그룹 및 제2 RRU 그룹을 포함하고, 상기 제1 RRU 그룹은 상기 제1 안테나에 연결되고, 상기 제2 그룹 RRU는 상기 제2 안테나에 연결되고, 상기 제1 RRU 그룹과 상기 제1 안테나는 제1 사이트에 위치되고, 그리고 상기 제2 RRU 그룹과 상기 제2 안테나는 제2 사이트에 위치되는,
    클라우드 무선 액세스 네트워크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포토닉 스위치는, 일간 트래픽 용량 수준의 시간(time of day traffic capacity levels)에 따라 상기 제1 군의 RRU들과 상기 제1 군의 BBU들 사이의 복수의 링크들을 조정하도록 구성된,
    클라우드 무선 액세스 네트워크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 일간 트래픽 용량 수준의 시간은 이력 통계 수집에 따르는 것인,
    클라우드 무선 액세스 네트워크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포토닉 스위치는 고(高)수준의 국부 트래픽(localized high level of traffic)의 검출에 따라 상기 제1 군의 RRU들과 상기 제1 군의 BBU들 사이의 복수의 링크들을 조정하도록 구성된,
    클라우드 무선 액세스 네트워크.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고수준의 국부 트래픽은 이력 통계 수집에 따르지 않는 것인,
    클라우드 무선 액세스 네트워크.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포토닉 스위치는 제1 군의 링크들에서 측정된 트래픽 흐름에 따라 상기 제1 군의 RRU들과 상기 제1 군의 BBU들 사이의 복수의 링크들을 조정하도록 구성된,
    클라우드 무선 액세스 네트워크.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포토닉 스위치는 장비 고장의 검출에 따라 상기 제1 군의 RRU들과 상기 제1 군의 BBU들 사이의 복수의 링크들을 조정하도록 구성된,
    클라우드 무선 액세스 네트워크.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포토닉 스위치와 상기 제1 군의 RRU들 사이에 광학적으로 연결된 제2 포토닉 스위치;
    상기 제1 포토닉 스위치와 제2 포토닉 스위치에 광학적으로 연결된 제3 포토닉 스위치; 및
    상기 제3 포토닉 스위치에 광학적으로 연결된 제2 군의 RRU들;
    를 더 포함하는 클라우드 무선 액세스 네트워크.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 포토닉 스위치와 상기 제3 포토닉 스위치에 광학적으로 연결된 제4 포토닉 스위치; 및
    상기 제4 포토닉 스위치에 광학적으로 연결된 제3 군의 RRU들;
    를 더 포함하는 클라우드 무선 액세스 네트워크.
  12. 제11항에 있어서,
    제2 군의 BBU들; 및 상기 제2 군의 BBU들과 상기 제4 포토닉 스위치 사이에 광학적으로 연결된 제5 포토닉 스위치
    를 더 포함하고,
    상기 제1 군의 BBU들은 제1 사이트에 위치되고, 상기 제2 군의 BBU들은 제2 사이트에 위치되는,
    클라우드 무선 액세스 네트워크.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포토닉 스위치와 제1 군의 RRU들 사이에 광학적으로 연결된 파장 분할 멀티플렉싱(wavelength division multiplexing: WDM) 멀티플렉서; 및
    상기 WDM 멀티플렉서와 상기 제1 군의 RRU들 중 제1 RRU 사이에 광학적으로 연결된 WDM 디멀티플렉서;
    를 더 포함하는 클라우드 무선 액세스 네트워크.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포토닉 스위치는 상기 제1 군의 RRU들과 상기 제1 군의 BBU들 사이에 지터 프리 낮은 지연 링크(jitter free low latency link)를 제공하도록 구성된 투명 포토닉 스위치인,
    클라우드 무선 액세스 네트워크.
  15. 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radia access network: C-RAN)에서 링크를 조정하기 위한 방법으로서,
    포토닉 스위치가, 복수의 RRU들 중의 제1 RRU를 복수의 BBU들 중의 제1 BBU에서 언링크하는(unlinking) 단계; 및
    상기 포토닉 스위치가 상기 복수의 RRU들 중의 제2 RRU를 상기 제1 BBU에 링크하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 포토닉 스위치는 상기 제1 RRU와 상기 제1 BBU 사이에 광학적으로 연결되고, 또
    상기 포토닉 스위치는 상기 제1 BBU와 상기 제2 RRU 사이에 광학적으로 연결된,
    방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 RRU, 상기 제2 RRU, 및 제1 안테나가 병치되어 있는, 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 RRU와 제1 안테나는 제1 사이트에 위치되고, 상기 제2 RRU과 제2 안테나는 제2 사이트에 위치되고,
    상기 방법은:
    상기 제1 RRU를 파워다운하는 단계; 및 상기 제2 안테나의 커버리지 영역을 확장하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 BBU들 중의 제2 BBU를 파워다운하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 BBU는 상기 포토닉 스위치에 광학적으로 연결된, 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1 RRU를 테스트하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제1 RRU을 상기 제1 BBU에서 언링크하는 단계는 일간의 시간에 따라 수행되는, 방법.
  21. 제15항에 있어서,
    고수준의 국부 트래픽을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  22. 제15항에 있어서,
    트래픽 변화를 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  23. 제15항에 있어서,
    장비의 정지(outage)를 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  24. 제15항에 있어서,
    상기 제2 RRU에 연결된 제1 안테나에서 트래픽 증가를 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  25. 제15항에 있어서,
    상기 포토닉 스위치와 상기 제1 RRU 사이의 광학 링크에 고장이 있는, 방법.
  26. 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radia access network: C-RAN)에서 링크를 조정하기 위한 방법으로서,
    복수의 BBU들과 복수의 RRU들 사이의 기존 매핑을 새로운 매핑으로 조정하기로 결정하는 단계;
    상기 복수의 BBU들과 상기 복수의 RRU들 사이의 새로운 매핑을 결정하는 단계; 및
    상기 복수의 BBU들와 상기 복수의 RRU들 사이의 복수의 링크들을 상기 새로운 링크에 따라 조정하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 포토닉 스위치는 상기 복수의 RRU들과 상기 복수의 BBU들 사이에 광학적으로 연결된,
    방법.
  27. 제26항에 있어서,
    복수의 BBU들과 복수의 RRU들 사이의 기존 매핑을 새로운 매핑으로 조정하기로 결정하는 단계는 상기 C-RAN에서의 트래픽 변화를 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 C-RAN에서의 상기 트래픽 변화는 핫스팟(hotspot)의 출현(emergence)을 포함하는, 방법.
  29. 제26항에 있어서,
    복수의 BBU들과 복수의 RRU들 사이의 기존 매핑을 새로운 매핑으로 조정하기로 결정하는 단계는 일정에 따라 수행되는, 방법.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 새로운 매핑을 결정하는 단계는 상기 복수의 BBU들과 상기 복수의 RRU들 사이의 광학 경로의 길이를 최소화하는 단계를 포함하는, 방법.
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