5G承载趋势探讨

发布时间:2016-05-01 作者:曹磊(中兴通讯)

      随着4G进入规模商用阶段,面向2020年及未来的5G已成为业界关注热点,中兴通讯认为,5G不是一个单一的无线接入技术,也不是几个全新的无线接入技术,而是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术(4G后向演进技术)集成后的解决方案总称。从某种程度上讲,5G是一个真正意义上的融合网络。5G将从“以技术为中心”向“以用户体验为中心”转变,应用场景将横跨移动互联网和物联网,达成人与万物智能互联的目标,实现“信息随心至,万物触手及”的愿景。


  移动回传网络伴随着移动网络的发展而不断升级,从最初的SDH刚性管道,逐步过渡到全IP承载,并向SDN方向的弹性网络演进。同时,移动互联网和物联网进一步规模发展后,新业务的应用对5G技术指标将提出更高的要求。


  ●   大带宽:带宽需求呈指数增长,单基站带宽将达到吉比特数量级;


  ●   低时延:物联网应用对时延提出了更高的要求,S1接口延时<2ms,X2接口延时<1ms,对比4G,S1时延<10ms,X2时延<20ms;


  ●   超高精度时间同步:5G将采用MIMO和基站联合发送技术,要求提供超高精度同步技术;


  ●   SDN/NFV控制架构:实现网络能力的开放,提供全新的运营模式和盈利空间;


  ●   “网络切片”化:针对具体场景需求进行功能剪裁及资源分片,并在其上进行各自的业务应用、业务控制,实现面向业务场景的按需适配的网络架构,满足5G多样化场景的差异化需求;


  ●   网络承载前移:对于前传网的需求,从4G到5G的单扇区CPRI接口带宽约提升160倍(频谱带宽提升10倍,天线数提升16倍)至1.6T;而5G的时延将下降到100µs以下,以CPRI接口方式建设前传网几乎不可能,这种情况下,承载方案面临很大的挑战。


  面对5G网络对承载网的需求,承载网络将呈现以下发展趋势。


设备端口数量和容量大大增加


  为了减小X2接口时延,接入层网络从环网变成Mesh化网络,需要更多的光纤资源,接入层设备需要支持更多的线路端口和更大容量。中兴通讯目前在ZXCTN 6000系列产品规划上支持最大32个10G接口、最大8个40GE接口和2个100GE接口。


  在核心和汇聚层为了适应大容量的需求,需要设备支持线路400G接口,同时考虑到功耗和延迟的问题,分组和光的融合技术将成为关键,如图1所示,设备将支持L0-L3层功能,并通过SDN统一控制,计算出最优时延转发路径。中兴通讯当前研发的POTN产品ZXCTN 6500系列和ZXONE 9700系列将大有用武之地。


时延驱动路由算法技术广泛应用


  5G承载网接入容量大,网络拓扑呈现Mesh状,时延的在线测量和基于时延的路由计算将是5G承载的基本需求。中兴通讯是业界首个在SDN上实现时延驱动路由算法的厂家。如图2所示,时延驱动路由通过在线测量每对光纤跨端的延时值,可以计算出最小时延的端到端路由,并通过隧道OAM在线测量出路由的时延,如果时延值不满足X2的时延要求,会告警,从而调整光缆的路由满足组网要求。


  同时中兴通讯在同步技术上成果丰厚,率先实现高精度的1588v2时间同步技术,并且通过和中国移动的长期合作,突破时钟商用瓶颈,提出1588v2 OAM技术解决方案,研究硬件在线监测设备,解决光纤非对称等问题。这些成果为5G超高精度同步技术研究提供了坚实基础。


SDN/NFV全面引入


  5G时代,运营商需要一个统一运营、统一部署和统一操作的网络架构,RAN控制域、承载网控制域、核心网控制域三域协同,实现“云、管、端”的全业务控制与运营。通过SDN/NFV技术的部署,优化数据传输路径,控制业务数据靠近转发云和接入云边缘,有效降低网络传输时延;通过构建面向业务的网络能力开放接口,满足业务的差异化需求并提升业务的部署效率;通过网络编排与管理系统针对具体场景需求对网络分片(见图3),实现一种面向业务场景按需适配的网络架构;引入SDN技术,构建面向业务的网络能力开放平台。

 


  5G是一个万物互联的时代,网络无时不在、无处不在。5G网络需求和网络架构相对4G也将发生很大变化,带宽、时延、时间同步等多方面的功能和指标,都将给传送网带来巨大的挑战。中兴通讯承载网产品总工赵福川博士表示,面对5G的挑战中兴通讯已经做好了准备,在超大容量(400G/1T平台)、高精度时钟和SDN/NFV等方面已提前做好了布局,中兴通讯在移动回传网络设备领域深耕细作,将在5G Backhaul保持技术领先地位。