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浙江移动关于5G承载方案的研究

http://www.c114.com.cn ( 2018/1/9 14:26 )

ITUR定义了5G三大应用场景:eMBB(增强移动宽带)、uRLLC(超高可靠低时延通信)和mMTC(海量连接),这些业务将推动无线、核心网和承载网发生变化。从移动承载的角度看,5G提出了更高的要求,包括带宽、时延、灵活连接、可靠性,智能协同和时钟同步等各个方面。当前的承载网架构和技术是否能适应5G业务的综合承载呢?承载网络需要进行技术升级还是颠覆性地创新? 2G时代是SDH/MSTP做回传, 3G/4G时代是PTN,到了5G时代,技术路线的方向是什么呢?浙江移动进行了技术方向的研究和探索。

1)可能的技术方向一:OTN/WDM技术:

OTN技术本来是为长距离大带宽传输网而设计的,具有大带宽、硬隔离、可扩展、高可靠的特点,天然支持网络切片和时钟同步。在当前已经成为多业务的基础传送平台,在干线、城域核心、汇聚层面得到了广泛的部署。对于5G承载,现有的OTN/WDM可以满足其中大部分的需求(大带宽,硬隔离、高可靠,网络分片,时钟同步),但是在满足灵活性需求方面严重不足,需要增强分组处理和路由转发功能;在面向uRLLC业务端到端1ms的苛刻时延需求时,OTN/WDM技术也需要实现us量级的超低时延性能。在成本方面,过去OTN/WDM主要作为长途骨干网来使用,芯片的需求量较小,成本偏高;5G承载考虑前传中传需求,需要针对短距离传送在光层进行优化以降低成本。关于前传,OTN/WDM技术是解决前传问题的有效技术手段。有源WDM/OTN方案的优势在于节约光纤,减少光模块的数量,维护简单,可管可控。挑战在于彩光模块成本,功耗要做到白光模块的水平才利于大规模部署。

2)可能的技术方向二:端到端路由器方案:

接入、汇聚、核心端到端采用路由器组网,超强的三层功能使得网络天然具备灵活的路由转发和组网特性;可以利用端到端FlexE技术实现网络分片功能,满足不同业务的硬隔离;对于大带宽的需求,需要通过叠加OTN/WDM来支持;由于两套设备叠加,时延大,成本高,而且路由器和OTN/WDM是两套产业链,发展节奏不完全一致。

3)可能的技术方向三:下一代PTN方案:

目前, PTN在中国移动网络中已规模部署,满足了2G/3G/4G移动回传和大客户专线等业务的承载需求,面向5G承载的新需求,下一代PTN需要具备一些新特性来支持,首先是大带宽,下一代PTN具有高性价比PAM4 50GE大端口,支持FlexE分片隔离和捆绑升级100GE,接入环带宽可达50GE~100GE;汇聚核心可以支持200GE/400GE大端口;端到端的FlexE技术实现网络分片功能;关于时延,采用低时延芯片,降低处理转发时延,优化设备单跳时延,可以降低到框式15us,盒式10us;同时,设备采用高精度时钟芯片,可达15ns时钟精度;L3VPN+SR方案,简化了三层协议,支持L3到边缘灵活组网,引入SDN进行整网统一调度和管理,简化运维。下一代PTN的方案,依托完善的以太网产业链,成本较低,基于现网,根据业务需求节奏(初期只有eMBB业务),逐步演进,最终实现一张5G Ready的目标承载网的方案是可行的,成本上有优势的。

4)确定下一代PTN方向:

综合考虑5G承载方案的多种可能性, OTN是强L1+弱L2,PTN是强L2+弱L3,路由器是强L3,面向5G承载需求,从技术上都可以实现,但从现网情况,实现难度,和产业链的准备情况来看,PTN更具优势,OTN方案和路由器方案跨两个产业链,PTN依托庞大的以太网产业链,成本和运维存在优势,同时可以继承MPLS-TP,兼容现有2/3/4G承载。因此目前较为倾向于基于PTN演进的SPN(下一代PTN)技术。

同时,浙江移动于2016年11月联合华为成立5G承载创新项目组也进行了5G承载方案的一系列研究和讨论,计划开展5G承载方案和关键技术的验证:接入到汇聚,接入到站点(前传)的物理组网方案和大带宽接口50GE&200GE,FlexE,SDN L3,高精度时钟,大规模L3 VPN,无线、核心网、传输E2E组网等的测试

5G发展,务实为本,需求驱动为主,满足5G本身的发展基本需求为原则,对于特殊的需求采用一些特殊的方式来解决。基于现状,如果现阶段有成熟技术,成熟产业链和已有资源能够满足要求的,就选择这些技术和方式,如果网络创新达到成本下降和性能提升有明显的优势可以去做,否则就不建议考虑。成本为重,今天运营商面临成本压力还是很大的。循序渐进,不盲目超前投入。

作者:殷响、毕婕   来源:C114中国通信网

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