微波帧头压缩技术白皮书

　　前言

　　随着3G网络大规模的应用和LTE部署的临近，移动回传网络也向IP化演进，IP数据业务的迅猛增长，使数据业务在当前移动网络中的流量占比越来越高，加上数据业务动态可扩展性强，对传输网络的动态可扩展性也提出了较高的要求。传统微波的承载能力不能满足带宽需求的增长速度，如何快速提升数据吞吐量是微波行业普遍关注的课题。

　　目前业界用于解决微波带宽问题的主流应用有XPIC(交叉极化干扰抵消)技术、 AM(自适应调制技术)、以及空口LAG和高调(1024QAM)等技术。华为在拥有了这些提升带宽的微波技术后，再次发力，实现了IP微波的帧头压缩技术，进一步推进了微波承载带宽提升的速度。其通过将微波中传输的以太网数据帧中重复传递而不发生变化的内容在微波发送端用短字节替代，在接收端将相应的内容恢复，从而大幅度提升单载波的IP业务传送能力。业界微波每载波的容量最大为400Mb/s左右，在使用IP微波帧头压缩技术的情况下，短字节时最高可提升至每载波1Gb/s水平。其对带宽传输效率的提升，很好地减轻了运营商所面临数据业务迅速增长所带来的压力。

　　技术和方案介绍

　　2.1以太帧头压缩的实现原理

　　在普通的以太网业务的点到点的业务传送过程中，对于同一条数据流，存在大量重复传输的封装字节，如MAC地址、Type域、VLAN标签，IP/UDP头中的地址和类型等，而这些封装字节在传输的过程中是不发生变化的。目前数据业务大多采用主流的802.3以太网帧，其结构如图2-1所示：

　　图2-1. 802.3以太帧结构

　　微波帧头压缩技术将以太业务根据头格式中地址/类型/标签等字段区分为不同的业务流，具有相同字段的报文定义为一个流，这些相同字段被称为关键字。在业务发送端，压缩算法将这些关键字映射为流对应的一个上下文ID号，在业务接收端，再将ID号还原为对应的字段，这样就实现了头的压缩传送。

　　以二层以太头压缩为例，了解压缩实现过程，如图3-2所示：

　　注：N表示链路封装头字节长度，与包长有关;M表示压缩ID的长度，值恒定。

　　压缩过程分为3个过程：

　　压缩学习：在发送端动态识别要压缩的字段，分配压缩ID，然后跟接收端协商，确保收到后，才会对报文进行压缩。采用类似于RFC1533的协商机制，原因在于微波处于传送层面，一旦出错误压缩造成收端无法识别，会连续解压出错;同时通过空口传递可能会出错，因此使用握手同步压缩可以保证一旦对报文压缩，解压缩端一定不会解析错误。