5G+网络基础设施的安全性和同步解决方案

作者：莱迪思半导体

如今我们可以看到5G开放式无线接入网络（ORAN）正改变着蜂窝和移动网络的格局。具体而言，RAN架构的开放、解聚和虚拟化促使移动网络基础设施发生了重大变化。传统RAN网络的许多功能面临软硬件解耦。这种趋势为网络部署带来了灵活性和更多创新，还可以混用来自不同供应商的组件。

然而，虽然这种灵活性和创新令人振奋，但也带来了一些挑战。解聚合的系统想要进行通信，提供端到端的RAN功能需要高精度的定时同步，因为开放和解聚意味着潜在的漏洞的增多，更容易招致攻击。因此，需要一种紧密集成的定时和安全功能的解决方案来保护关键网络功能。

为了更好地确保同步，莱迪思ORAN 1.1版本解决方案集合提供稳定、安全、灵活的同步解决方案来支持5G ORAN部署。该方案于2022年首次推出时提供控制面安全和低功耗硬件加速功能，全新版本则在此基础上，进一步加速构建和保护当前及下一代客户应用。



5G ORAN同步

确保三大组件（远端射频单元、分布式单元和中央单元）在5G ORAN网络中精确同步对于避免数据包丢失和网络中断至关重要。如果同步关闭，会导致网络性能下降，包括呼叫中断和连接质量变差，还会造成整个网络瘫痪的风险。5G ORAN网络中的所有关键信息都依赖于同步，如果没有同步，网络基础设施（以及终端用户体验）将受到很大影响。

为避免此类同步问题，莱迪思ORAN的最新版本支持IEEE 1588标准和ITU规范，通过集成的相互认证功能在分布式系统中同步时钟。IEEE 1588为DU提供单一定时源，并作为在基站设备上使用GPS时钟的一种替代方案，因为设备可能无法轻松访问无线电或卫星信号。作为一种基于数据包的双向通信协议，莱迪思ORAN支持IEEE 1588以纳秒级的精度精确同步以太网和基于IP的网络中的定时。

应对功耗挑战

电信行业和5G网络承载着极高的数据量。高级功能通常意味着高功耗，因此在实施5G带宽密集型应用时，功耗预算也需要额外关注。因此对硬件加速的需求只会越来越大，因为需要在网络中实现复杂的功能和用例。对于5G网络，低功耗FPGA是理想的选择，它们非常适合小型蜂窝或专用网络应用，可以直接在网络边缘使用，降低运营支出。



莱迪思ORAN 1.1解决方案集合采用符合IEEE 1588和ITU规范的设计和接口，达到1588 PTP Class C标准，在莱迪思FPGA上实现了RU、DU和CU之间频率、相位和定时的同步。它还支持IEEE 1588的不同配置，例如普通时钟（OC）、边界时钟（BC）和透明时钟（TC），以及用于无线网络的各类ITU标准，例如ITU G8265.1、ITU G8275.1和ITU G8275.2。最重要的是，在IEEE 1588的实现中，莱迪思ORAN集成的相互认证功能，可实现安全的同步。

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