張寶亞
摘要:大帶寬、強(qiáng)路由、高可靠、L3到邊緣、25 GE/50 GE/100 GE低成本光模塊是5G承載網(wǎng)的基礎(chǔ)要求。靈活以太網(wǎng)(FlexE)、分段路由(SR)、以太網(wǎng)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(EVPN)、IPv6、設(shè)備虛擬化、高精度時鐘是5G承載設(shè)備應(yīng)具備的關(guān)鍵技術(shù)。認(rèn)為承載網(wǎng)存在4個方面演進(jìn)趨勢:網(wǎng)絡(luò)扁平化;管理、控制、轉(zhuǎn)發(fā)隔離;傳統(tǒng)網(wǎng)管向管控融合的SDN架構(gòu)演進(jìn);4G/5G統(tǒng)一承載。
關(guān)鍵詞: SR;Flex-E;網(wǎng)絡(luò)切片;EVPN;光模塊
Abstract: Large bandwidth, strong routing, high reliability, L3 to edge, 25 GE/50 GE/100 GE low cost optical modules are the basic requirements of 5G bearing network. Flex Ethernet (FlexE), segment routing (SR), Ethernet virtual private network (EVPN), IPv6, virtualization of devices and high precision clock are the key technologies for 5G bearing equipments. Four evolution trends are proposed in this paper: flat network; isolation between management plane, control plane and forwarding plane; evolution of soft-defined network (SDN) architecture from traditional network to the management and control integrated network; 4G/5G unified bearing.
Key words: SR; FlexE; network slicing; EVPN; SDN; optical module
1 5G無線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)
5G移動網(wǎng)提供增強(qiáng)型移動寬帶(eMBB)、超可靠低時延通信(uRLLC)、大規(guī)模機(jī)器類通信(mMTC) 三大類業(yè)務(wù),不同業(yè)務(wù)性能差異較大:eMBB業(yè)務(wù)面向傳統(tǒng)移動通信,帶寬大;uRLLC業(yè)務(wù)面向工業(yè)自動化等實(shí)時性控制類應(yīng)用,時延低、可靠性高;mMTC面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,連接多、流量小。
5G無線接入網(wǎng)(RAN)重新劃分為有源天線單元(AAU)、分布單元(DU)、集中單元(CU)部分,核心網(wǎng)由3G/4G時代集中部署逐步向云化、分布式部署轉(zhuǎn)變,不同業(yè)務(wù)核心網(wǎng)下沉到不同位置,滿足業(yè)務(wù)低時延的要求,提升用戶體驗(yàn)。
1.1 大帶寬
基站帶寬取決于無線頻譜帶寬、頻譜效率、天線數(shù)等參數(shù)配置,64 TR 100 M帶寬的基站,峰值帶寬可以達(dá)到6 Gbit/s,均值帶寬3 Gbit/s,按照國際電信聯(lián)盟(ITU)定義:5G基站最大峰值帶寬可達(dá)20 Gbit/s。實(shí)際情況下,基站速率難以達(dá)到最大峰值速率。另外,考慮成本、功率等因素,5G基站類型會多種共存,基站帶寬從1~20 Gbit/s均會存在。
5G基站分為高頻基站和低頻基站:5G低頻基站用于廣覆蓋,在初期,5G低頻基站和4G基站會同址部署,在成熟期,5G低頻基站密度與4G基站相當(dāng);5G高頻基站主要用于補(bǔ)熱,初期規(guī)模不大,但是有一些需要25 GE接口接入。
1.2 低時延
5G不同業(yè)務(wù)的時延差異化較大,第3代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)TR 38.913定義eMBB 端到端(E2E)時延是10 ms,uRLLC是1 ms,其中eMBB的空口時延4 ms,uRLLC的空口時延0.5 ms;但是,對于不同的uRLLC業(yè)務(wù),3GPP TS 22.261 V16.0.0給出不同的時延定義,具體見表1[1]。
1.3 流量Mesh化
5G CU與DU部署靈活、可分可合,分設(shè)的CU和DU之間具有多對一、一對多的特點(diǎn),存在雙歸和冗余要求。根據(jù)eMBB、uRLLC、mMTC3類業(yè)務(wù)分步引入,核心網(wǎng)從集中式部署逐步過渡到分布式部署。CU和核心網(wǎng)之間存在著多對多的關(guān)系,核心網(wǎng)之間存在流量交互的情況,5G時代業(yè)務(wù)流量Mesh化趨勢較為明顯,具體如圖1所示。
1.4 網(wǎng)絡(luò)切片
下一代移動通信網(wǎng)(NGMN)、IMT 2020、第3代合作伙伴(3GPP)均提出了5G網(wǎng)絡(luò)基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)/網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)的網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu),網(wǎng)絡(luò)切片可以為未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新、快速部署業(yè)務(wù)提供基礎(chǔ)。同時,網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)可提供管理隔離、資源隔離、計(jì)算隔離、轉(zhuǎn)發(fā)隔離、控制隔離等特色服務(wù),不同資源的隔離靈活配置,以滿足不同類型的業(yè)務(wù)安全性、可靠性、關(guān)鍵績效指標(biāo)(KPI)等方面差異化的要求,保障業(yè)務(wù)安全和服務(wù)質(zhì)量[2]。
1.5 NSA向SA逐步演進(jìn)
5G建網(wǎng)模式分為獨(dú)立部署(SA)模式和非獨(dú)立部署(NSA)模式:SA模式下,新建無線、核心5G網(wǎng)絡(luò),4G網(wǎng)絡(luò)和5G網(wǎng)絡(luò)兩張網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行;NSA是一種逐步演進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案,通過4G既有的資源,僅在4G網(wǎng)絡(luò)上增強(qiáng),以局部擴(kuò)容的方式為5G提供服務(wù),并隨著5G業(yè)務(wù)的不斷成熟逐步演進(jìn)到5G。
2 5G承載網(wǎng)基礎(chǔ)要求
2.1 大帶寬
4G/5G同址部署,承載設(shè)備需要同時滿足4G/5G基站的能力。5G基站提供10 GE/25 GE接入能力,市區(qū)基站需要具備25 GE接入能力。5G承載網(wǎng)帶寬的相關(guān)分析具體如表2所示。
5G承載網(wǎng),鏈?zhǔn)浇M網(wǎng)可以采用10 GE接口;分布式無線接入網(wǎng)(D-RAN)可以采用25 GE/50 GE接口;C-RAN則需要采用50 GE/100 GE接口組網(wǎng)。endprint
對于5G承載網(wǎng)扁平化的3層架構(gòu),可以在區(qū)縣匯聚機(jī)房放置多對匯聚設(shè)備形成扁平化組網(wǎng),匯聚層采用100 GE上行鏈路,可滿足5G流量需求;對于城域則采用雙層匯聚的組網(wǎng)方式,匯聚上行鏈路可采用100 GE組網(wǎng),核心匯聚以上初期可以采用100 GE組網(wǎng),5G成熟期核心匯聚逐步引入N×100 GE/200 GE/400 GE鏈路。5G網(wǎng)路設(shè)計(jì)的模型,具體如圖2所示。
5G采用大容量設(shè)備組網(wǎng),這要求芯片具備更強(qiáng)的處理能力,以及更低的功耗:接入層設(shè)備的320 G、640 G芯片是主流需求,而核心匯聚層的200 G、400 G、1 T的高集成度芯片,則能提供高密度單板。
2.2 強(qiáng)路由
5G承載網(wǎng)需要滿足3G/4G/5G基站及政企業(yè)務(wù)承載,路由涉及公網(wǎng)路由和基站私網(wǎng)路由。
根據(jù)3G/4G時代基站建設(shè),未來3G/4G/5G基站數(shù)比預(yù)計(jì)1:2:4(5G階段高低頻基站數(shù)量比例1:1,4G、5G低頻基站數(shù)量比例1:1)。一個3G基站使用2個IP地址,一個4G基站使用1個IP地址,考慮到無線組播業(yè)務(wù)的需求,一個5G基站可能會引入2個IP地址。一個大型本地網(wǎng)3G基站以8 000計(jì)算,則基站業(yè)務(wù)路由量為 8 000 × 2 + 8 000 × 2 + 8 000 × 4 × 2=96 000路由,即全網(wǎng)最大需96 000基站業(yè)務(wù)路由地址。
承載網(wǎng)內(nèi)的路由主要以設(shè)備地址、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(DCN)地址、互聯(lián)地址為主,未來引入切片后,網(wǎng)絡(luò)地址會增加。一個8 000臺設(shè)備大型網(wǎng)絡(luò),整網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)量為8 000 × (1個控制面地址值+1個DCN地址) × 2(假設(shè)互聯(lián)地址和設(shè)備節(jié)點(diǎn)數(shù)等同),大約32 000,考慮網(wǎng)絡(luò)切片的引入網(wǎng)絡(luò)地址可能到64 000以上。
城域匯聚核心設(shè)備路由要求超過160 000,考慮政企業(yè)務(wù)的引入,以及外部網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通,匯聚設(shè)備路由容量要求具備105級別的路由。接入設(shè)備由于沒有全網(wǎng)的路由,因此路由數(shù)目相對來說較少,104就已經(jīng)足夠[3-4]。
2.3 高可靠性
移動業(yè)務(wù)丟包敏感,網(wǎng)絡(luò)故障引起丟包對于用戶感知有一定的影響,快速的業(yè)務(wù)恢復(fù)是承載網(wǎng)基本要求。
3GPP TR 38.913定義的部分uRLLC業(yè)務(wù),對于網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求由“5個9”指標(biāo)提升到“6個9”,承載網(wǎng)絡(luò)需要提供更高的可靠性。
4G階段,傳輸專線通過移動承載網(wǎng)承載成為業(yè)界發(fā)展趨勢,隨著基于同步數(shù)字體系(SDH) 的多業(yè)務(wù)傳送平臺(MSTP)的退網(wǎng),大量的業(yè)務(wù)需要遷移到移動承載網(wǎng)上。
任何網(wǎng)絡(luò)故障下,承載網(wǎng)ms級業(yè)務(wù)快速收斂,是確保移動業(yè)務(wù)可靠性的基礎(chǔ)。利用快速重路由(FRR)保護(hù)技術(shù),結(jié)合轉(zhuǎn)發(fā)面的故障快速檢測技術(shù)可以為ms級業(yè)務(wù)恢復(fù)提供基礎(chǔ);對于無法形成FRR的場景,通過路由快速收斂可以實(shí)現(xiàn)5G承載網(wǎng)業(yè)務(wù)的可靠性。對于政企、uRLLC業(yè)務(wù),通過網(wǎng)絡(luò)切片可以實(shí)現(xiàn)隔離的專網(wǎng)服務(wù),不同切片之間完全隔離。
2.4 全L3組網(wǎng)
由于5G RAN CU/DU分離,針對核心網(wǎng)云化,基站之間低時延需求,L3到邊緣5G承載網(wǎng)的關(guān)鍵為:
5G網(wǎng)絡(luò)CU/DU分離。隨著移動邊緣計(jì)算(MEC)的引入、CU云化部署、DU與CU之間業(yè)務(wù)L3轉(zhuǎn)發(fā),均提供了靈活性。
5G C-RAN組網(wǎng)成為普遍需求。5G階段載波聚合(CA)/協(xié)同多點(diǎn)傳輸(CoMP)等基站協(xié)同部署顯著,協(xié)同X2流量就近轉(zhuǎn)發(fā)滿足時延需求,如果繞行匯聚增加了轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)和傳輸光纖距離,時延變大,則難以達(dá)到協(xié)同增益。接入層采用L3層技術(shù),基站之間就近1跳轉(zhuǎn)發(fā)是協(xié)同類業(yè)務(wù)部署的必然要求。
5G基站東西向流量大,繞行浪費(fèi)匯聚層的網(wǎng)絡(luò)帶寬。
NSA組網(wǎng)。5G基站附著在4G基站,4G基站和5G基站間存在流量需求,L3到邊緣組網(wǎng),流量可以就近轉(zhuǎn)發(fā),避免流量回繞。
2.5 低成本光模塊
5G承載網(wǎng)在用戶網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口(UNI),采用10 GE、25 GE接口接入基站,網(wǎng)絡(luò)側(cè)會引入25 GE、50 GE、100 GE互聯(lián)技術(shù),城域未來則可能會向200 GE、400 GE鏈路演進(jìn)。
5G承載網(wǎng)要求光模塊具備:集成化、小型化、高速率、長距離、低成本、低功耗。
3 5G承載網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
3.1 FlexE
FlexE可實(shí)現(xiàn)n×5G通道化帶寬,不同子通道有獨(dú)立的媒體接入控制(MAC),同一個端口上不同子通道物理隔離。通過 FlexE技術(shù)可提供靈活的以太接口帶寬,能夠解決傳統(tǒng)以太網(wǎng)端口僅有FE、GE、10 GE、40 GE、100 GE、200 GE、400 GE的顆粒弊端,增強(qiáng)以太網(wǎng)的組網(wǎng)能力,滿足網(wǎng)絡(luò)切片物理隔離要求,在一條鏈路上實(shí)現(xiàn)多個物理專網(wǎng)。
FlexE也可以實(shí)現(xiàn)多個100 GE端口捆綁提供超100 GE的接口帶寬,改變了傳統(tǒng)以太網(wǎng)拓展鏈路帶寬依靠Smartgroup,流量分擔(dān)不均勻的問題,多端口捆綁也可以基于多個時隙實(shí)現(xiàn)捆綁。
FlexE通道化結(jié)合設(shè)備虛擬化可以實(shí)現(xiàn)承載網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)物理隔離、控制隔離、管理隔離的邏輯網(wǎng)絡(luò),在一張物理網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)多個物理隔離的邏輯網(wǎng)絡(luò),如圖3所示。
3.2 分段路由
分段路由(SR)技術(shù)是一種源路由技術(shù),通過內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)擴(kuò)展收集路徑信息,頭結(jié)點(diǎn)根據(jù)收集的信息組成一個顯式/非顯式的路徑,路徑的建立不依賴中間節(jié)點(diǎn),從而使得路徑在頭節(jié)點(diǎn)即創(chuàng)建即生效,避免了網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)路徑計(jì)算。
引入SDN控制器以后,可以通過控制器掌握的全局信息計(jì)算出一條E2E的路徑,而不依賴跨域路由的通告,這樣可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)路徑創(chuàng)建能力不足,增強(qiáng)組網(wǎng)能力。
SR技術(shù)具有標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議(LDP)的靈活性,同時解決了基于流量工程擴(kuò)展的資源預(yù)留協(xié)議(RSVP-TE)路徑擴(kuò)展性和協(xié)議復(fù)雜性問題,可以應(yīng)用于跨域路徑的建立。在可靠性方面,SR避免了原有IGP算法的限制,在承載網(wǎng)以環(huán)網(wǎng)為主要的接入形態(tài)下,可以通過拓?fù)洫?dú)立無環(huán)替換FRR(TI-LFA)保護(hù),100%形成節(jié)點(diǎn)和鏈路的FRR保護(hù)。SR相對其他路徑協(xié)議具有很多優(yōu)點(diǎn),具體見表3。endprint
3.3 MPLS EVPN
傳統(tǒng)多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)二層虛擬專用網(wǎng)(L2VPN)分為虛擬標(biāo)簽專線服務(wù)(VPWS)和虛擬專用局域網(wǎng)業(yè)務(wù)(VPLS)類型業(yè)務(wù),VPWS引入目標(biāo)LDP會話,VPLS除了部署目標(biāo)LDP外,還需要學(xué)習(xí)本地用戶MAC和遠(yuǎn)端PE發(fā)過來的用戶的MAC地址,設(shè)備上如果沒有學(xué)習(xí)到目的MAC地址,則需要廣播處理,這樣存在廣播環(huán)路風(fēng)險,對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要求較高。另外,L2VPN在解決跨域互通場景方面比較復(fù)雜,通常Option A/Option B多鏈路對接組網(wǎng),跨域保護(hù)不好解決,需要借助于Option C才能實(shí)現(xiàn)簡化跨域組網(wǎng)。
MPLS三層虛擬專用網(wǎng)(L3VPN)采用的是路由轉(zhuǎn)發(fā)方式,路由通過BGP在不同PE之間進(jìn)行路由傳播。傳統(tǒng)MPLS VPN部署方式下,網(wǎng)絡(luò)中部署多種協(xié)議。
MPLS以太網(wǎng)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(EVPN)通過BGP擴(kuò)展避免了目標(biāo)LDP建立,減少了控制面協(xié)議部署。在MAC學(xué)習(xí)方面,除了本地MAC學(xué)習(xí)以外,遠(yuǎn)端的地址不需要依賴業(yè)務(wù)流進(jìn)行學(xué)習(xí),而是通過邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)學(xué)習(xí)遠(yuǎn)端的地址,像學(xué)習(xí)VPN路由轉(zhuǎn)發(fā)表(VRF)路由一樣學(xué)習(xí)遠(yuǎn)端PE上的用戶地址,降低了轉(zhuǎn)發(fā)面的要求。同時,對于沒有學(xué)習(xí)到的目的地址流,支持地址解析協(xié)議(ARP)代理功能,可以禁止流量廣播,避免網(wǎng)絡(luò)環(huán)路風(fēng)險。
由于借助了BGP方式,跨域組網(wǎng)可借助BGP互通,組網(wǎng)更加靈活,同時可增強(qiáng)L2VPN組網(wǎng)能力。L2VPN和L3VPN通過一套BGP協(xié)議實(shí)現(xiàn)協(xié)議的統(tǒng)一,簡化了控制面和轉(zhuǎn)發(fā)面。
3.4 IPv6
3G/4G階段,無線一般采用IPv4私網(wǎng)地址,承載網(wǎng)內(nèi)部也是使用IPv4私有地址作為控制面互聯(lián)地址,訪問Internet時,需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)的轉(zhuǎn)換。5G階段RAN和核心網(wǎng)會向IPv4/IPv6雙棧演進(jìn),IPv6已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略。
5G承載網(wǎng)引入IPv6可以是逐步演進(jìn)的方式,基站采用V4/V6雙棧,網(wǎng)絡(luò)地址可以繼續(xù)采用V4,以6vPE方式承接業(yè)務(wù);未來可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部引入V6地址。
3.5 高精度時鐘
5G階段,C-RAN成為主流,隨著市區(qū)微站、室分站的部署,基站全部通過全球定位系統(tǒng)(GPS)同步,投資大,施工困難。C-RAN組網(wǎng)下CoMP/CA等基站協(xié)同組網(wǎng),5G階段可能大規(guī)模引入。4G與5G時代對于時鐘同步要求不同,具體如圖4所示。
在5G時代,時鐘同步存在差異化的需求,高頻站通過傳統(tǒng)方式基本可以滿足同步精度,但是需要減少轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù),基站協(xié)同需要在站點(diǎn)進(jìn)行時間的統(tǒng)一分發(fā),以便能夠?qū)崿F(xiàn)超高時間同步。
在4G時代,時間源同步精度在150 ns左右,單節(jié)點(diǎn)同步精度在30跳1 200 ns,每跳同步精度在40 ns左右,基站同步精度要求150 ns。5G時代,時間源同步精度需要進(jìn)一步提升到30 ns,單跳時延要滿足10 ns,基站精度需要提升到20 ns。對于基站協(xié)同類,時間源的同步精度為10 ns,前傳網(wǎng)同步精度在100 ns,承載的時延要求控制在5 ns以下,時延源需要下沉在C-RAN中的站點(diǎn)設(shè)備上或小匯聚設(shè)備上,以減少承載跳數(shù),提升同步精度。
3.6 設(shè)備虛擬化
設(shè)備虛擬化是實(shí)現(xiàn)承載網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)切片的基礎(chǔ)。設(shè)備虛擬化需要做到資源的靈活分配,每個虛擬設(shè)備有自己獨(dú)立的資源。切片擁有獨(dú)立的控制面、轉(zhuǎn)發(fā)面、管理面,切片之間互不影響,切片可獨(dú)立升級,而不影響其他非相關(guān)切片的業(yè)務(wù),從而保障業(yè)務(wù)可靠性。
設(shè)備虛擬化對于網(wǎng)元可以進(jìn)行CPU、內(nèi)存、轉(zhuǎn)發(fā)資源、管理資源的靈活調(diào)配,不同切片的資源不一樣,滿足靈活、動態(tài)創(chuàng)建切片的能力。
4 承載網(wǎng)演進(jìn)
4.1 網(wǎng)絡(luò)扁平化
5G以提升用戶體驗(yàn)為中心,影響用戶體驗(yàn)的包含時延、抖動、帶寬。業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)經(jīng)過的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)越多則業(yè)務(wù)質(zhì)量的影響越大,帶寬瞬間擁塞的可能性越大,鏈路帶寬壓力越大。
環(huán)網(wǎng)需要匯聚多個物理區(qū)域的業(yè)務(wù),環(huán)上的帶寬要求大,網(wǎng)絡(luò)故障影響區(qū)域大,并且環(huán)上流量存在回繞風(fēng)險,易造成瞬時擁塞;而扁平化的組網(wǎng)通過增加光路,將不同區(qū)域的業(yè)務(wù)分開承載,降低了上行鏈路帶寬需求,降低了轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)。環(huán)形組網(wǎng)和扁平化組網(wǎng)技術(shù)對比,如表4所示。
通過部署光纖或者波分將分組跳數(shù)減少,能夠滿足扁平化組網(wǎng)需求,提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。
4.2 網(wǎng)絡(luò)切片
對于承載而言,根據(jù)無線業(yè)務(wù)及綜合承載業(yè)務(wù)的需求,可以劃分為兩類切片:
(1)管/控/轉(zhuǎn)隔離切片。在承載網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)物理隔離的切片,以實(shí)現(xiàn)管理、控制、轉(zhuǎn)發(fā)隔離,甚至CPU、內(nèi)存等物理資源也可以實(shí)現(xiàn)隔離。這種方式可以應(yīng)用于安全性、隔離性要求高的業(yè)務(wù),可提供類似物理專網(wǎng)的服務(wù),例如:為政企業(yè)務(wù)劃分一個切片,也可為某個用戶分一個切片;對于5G業(yè)務(wù)可以為工業(yè)控制類等安全性、可靠性要求高的uRLLC類業(yè)務(wù)分一個切片,為其eMBB、mMTC類業(yè)務(wù)分一個切片,也可為第三方網(wǎng)絡(luò)租用劃分一個切片。
(2)管/轉(zhuǎn)隔離切片。承載網(wǎng)提供相應(yīng)的VPN切片服務(wù),這種切片的特點(diǎn)是對于時延、物理隔離要求不高,例如:同樣是eMBB業(yè)務(wù),但可對不同用戶提供不同的服務(wù)。VPN切片可提供告警、性能、配置、登錄安全方面的隔離。
每個切片網(wǎng)絡(luò)有獨(dú)立的管理資源,從而使得不同切片的告警、統(tǒng)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)等信息實(shí)現(xiàn)管理隔離。5G網(wǎng)絡(luò)物理切片的架構(gòu)模型如圖5所示。
4.3 管+控融合的SDN架構(gòu)
傳統(tǒng)移動承載網(wǎng)是基于網(wǎng)管架構(gòu),通過廠家網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)/網(wǎng)元管理系統(tǒng)(EMS)提供統(tǒng)一北向接口,屏蔽不同廠家接口差異。
由于網(wǎng)絡(luò)切片及SR的引入,上層管理平臺需要具備智能算路的功能,即具備路徑計(jì)算單元(PCE)的能力,而傳統(tǒng)的網(wǎng)管網(wǎng)依然存在需求,提供控制器+EMS融合的產(chǎn)品平臺,既能滿足傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的要求,又能滿足未來SDN場景下SR、網(wǎng)絡(luò)切片、網(wǎng)絡(luò)虛擬化演進(jìn)要求。融合平臺通過SDN架構(gòu)的restconf接口提供統(tǒng)一開放的北向接口,南向則通過廠家融合傳統(tǒng)設(shè)備命令行界面(CLI)/QX/簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP),以及SDN架構(gòu)下Netconf/路徑計(jì)算單元通信協(xié)議(PCEP)/ BGP鏈路狀態(tài)(BGP-LS),實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)以及廠家私有擴(kuò)容的YANG模型,屏蔽廠家南向接口差異,快速過渡到SDN架構(gòu)。管控融合SDN架構(gòu),具體如圖6所示。endprint
4.4 基于演進(jìn)的4G/5G統(tǒng)一承載網(wǎng)絡(luò)
5G移動網(wǎng)的建設(shè),是循序漸進(jìn)的過程。重新建設(shè)一張新的網(wǎng)絡(luò)投資大,當(dāng)前,運(yùn)營商普遍采用了NSA的組網(wǎng)模式,4G基站和5G業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載是業(yè)界的主流選擇。
5G基站的模式存在多種:有數(shù)百兆帶寬的微基站、室分站,也有帶寬1~3 G的低頻基站、高頻基站。無線基站的帶寬受制于空口技術(shù)、頻譜資源、天線成本、功耗,90%以上的5G基站中單站帶寬達(dá)不到10 GE以上的目標(biāo)帶寬,只有在未來的5G成熟期,可能會局部引入10 GE以上的高頻基站。
5G業(yè)務(wù)是逐步引入的,2019年隨著3GPP R16標(biāo)準(zhǔn)的推出,一些業(yè)務(wù)形態(tài)才能逐步清晰,基于承載網(wǎng)自身的演進(jìn)需求的SR、FlexE、MPLS EVPN、設(shè)備虛擬化技術(shù)在5G初期階段不會全網(wǎng)引入,因?yàn)楫?dāng)前的技術(shù)能夠滿足5G業(yè)務(wù)承載需求。基于現(xiàn)網(wǎng)的逐步演進(jìn)技術(shù)路線具體如圖7。
5G初期,網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基于4G承載網(wǎng)擴(kuò)容以提升網(wǎng)絡(luò)帶寬,快速滿足5G試點(diǎn)、小規(guī)模商用需求;5G發(fā)展期,擴(kuò)容接入節(jié)點(diǎn)和城域節(jié)點(diǎn)、新的硬件滿足5G演進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)要求,可以局部引入新技術(shù);5G的成熟期,隨著新的單板和網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)能力增強(qiáng),具備全網(wǎng)引入新技術(shù)能力。
5 結(jié)束語
5G時代,承載網(wǎng)需要基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)不斷演進(jìn),逐步引入新技術(shù)以滿足5G承載要求:FlexE、SR為下一代芯片提供有競爭力解決方案;設(shè)備虛擬化結(jié)合FlexE、SDN的網(wǎng)絡(luò)切片是實(shí)現(xiàn)物理隔離、管理隔離、控制隔離、轉(zhuǎn)發(fā)隔離,滿足不同業(yè)務(wù)差異化要求,支撐“6個9”的高可靠性網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵;EVPN組網(wǎng)能力強(qiáng)、組網(wǎng)安全性高等均是未來政企業(yè)務(wù)主流承載技術(shù);25 GE、50 GE、100 GE光模塊廣泛引入,低成本的光模塊是5G承載網(wǎng)規(guī)模建設(shè)的保證;4G承載網(wǎng)向5G逐步演進(jìn)滿足4G/5G統(tǒng)一承載,是降低運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)投資,滿足無線NSA組網(wǎng)的主流選擇。
參考文獻(xiàn)
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