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OTN3.0助力5G承载网络迎接新挑战

发布于2020-02-23 01:50:48

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source:Pixabay

原标题:OTN3.0助力5G承载网络 迎接新挑战

6月14日,3GPP全会批准了第五代移动通信技术标准(5G NR)独立组网功能冻结,加上去年12月完成的非独立组网NR标准,5G第一阶段全功能标准化工作已经完成,进入到产业全面冲刺新阶段。

5G带来的关键变革包括更快的速度、同时容纳更多用户的能力、更低的网络时间延迟。它的建设将为每个设备提供更快的网络速度、满足极高密度设备联网的负荷、降低数据的网络延迟。但是与此同时,5G商用组网对于5G承载网也将带来一系列挑战。

5G商用组网在即,承载网面临新挑战

对于5G网络来说,从远端射频头(Remote Radio Head,RRH)到室内基带处理单元(Building Baseband Unit,BBU)称作前传,从BBU到核心网(CN或EPC)称作回传。前传与回传总称为承载网,是无线接入网的有线部分。随着5G的发展,承载网面临着超大带宽、低时延、灵活连接、网络切片和超高精度时间同步等诸多挑战。

在日前召开的“新一代光传送网与5G承载”论坛活动上,美高森美公司(Microsemi)资深产品经理郎涛指出,虽然5G承载的具体实现方案尚在评估论证中,但5G带来的变革以及由此对承载网提出的新要求是被一致公认的。

与4G时代相比,5G承载网络至少需要解决以下几个问题:

一是大容量、大带宽,以解决5G暴增的流量。

二是低时延,以支持诸如车联网之类uRLLC业务。

三是刚性隔离的切片层和网络硬切片,以支持各种垂直应用场景和行业。

四是高精度时间同步,以满足PTP C类设备的指标。

五是支持新的25GE/50GE界面,与5G射频单元对接。

六是低功耗,保证容量倍增后功耗不增加。

七是传统的回传网被逻辑划分为前传、中传和回传。每一段会有不同的承载要求但希望有统一的承载技术和设备。

八是基带处理的虚拟化需要新的专用硬件加速设备来减轻服务器的负荷。九是能够帮助运营商降低CAPEX和OPEX。

面对上述要求,OTN作为未来5G的承载网络有着诸多优势。OTN即Optical Transport Network(光传送网),是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网。

OTN技术兼具SDH和WDM技术的优点,提供了海量的带宽、快速灵活的业务调度能力以及完善的OAM功能,在海量带宽时代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。

在大带宽方面,OTN的带宽很大,完全可以满足5G的需求;可扩展性也很好,即使未来有新的需求,OTN整个网络架构也是很稳定的,可以很好地适用;在延时方面,OTN本身时延很低,而且可以在光层实现一跳直达,从而进一步降低时延。

另外,在高可靠性、网络切片、QoS保证方面,OTN的物理隔离及完善的OAM可以很好地匹配;在时钟同步方面,OTN对时钟透传,高精度时间传达等。

OTN3.0将是5G承载中L1层的理想选择

不过,面对5G组网,OTN也面临一系列挑战。如何将OTN从城域/骨干延伸到5G承载/接入?5G X-Haul的技术如何收敛?如何加速“后100G”时代光传输的推进?如何实现1T以上OTN板卡并保证功耗依然满足要求?面对这些挑战,郎涛认为,OTN 3.0是很好的解决方案。

郎涛表示,OTN也在不断演进,从10G为主的1.0时代,到100G普及了的2.0时代,现在OTN正开启超100G速率的3.0时代。OTN 3.0有两大特征:一是单波长传输速率超过100G,并且从以前离散的固定的速率(OTU1/2/3/4),转变成灵活可变的速率(OTUCn)。OTUCn可以是100G以上,以5G为增量的任何速率。

这极大提高了波长和网络的利用率。比如某段光纤通过相干调制后单波长可以支持350G带宽,用OTU4的话只能承载3个OTU4或300G,剩下50G带宽被浪费了。而用OTUCn则可以支持350G速率,完全利用带宽资源。

二是专门针对移动承载进行优化。比如,优化硬件和软件设计,降低时延至1微秒的水平。增加新的25GE/50GE客户侧界面,方便接入5G射频单元的eCPRI 信号。提升硬件以支持纳秒级的时钟戳精度,并实现在OTN上传送高精度时间的机制。

通过提升和优化,OTN 3.0 真正能满足5G承载中L1层的需求,成为5G承载中L1层的理想选择。它和底下的光层交叉(ROADM),上面的分组交换或三层路由共同组成了完整的多层次的5G承载网。每个层次上可以独立交叉或交换,最大程度地减少了网络时延,扩大了网络容量。

郎涛指出,Microsemi致力于OTN和5G X-Haul的研究开发,希望把OTN 3.0的巨大优势引入到5G承载中去。

来源:中国电子报





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