5G传送标准进展

发布时间:2017-09-27 作者:张源斌,占治国,杨剑(中兴通讯)

  5G商用,传送先行。随着5G无线标准研究的深入,5G传送的标准研究工作也迫在眉睫。今年6月在瑞士日内瓦召开的ITU-T SG15全会上,中国移动、中兴通讯、中国信息通信研究院等中国企业和组织提交了多篇5G传送相关提案,积极推动5G传送标准的研究。与会专家认为传送网支持5G需求是非常重要的新课题,并在6月30日总结大会上正式通过《支持IMT-2020/5G的传送网(Transport network support of IMT-2020/5G)》(TRGS-TN5G)技术报告的立项及5G传送标准的研究计划。这标志着ITU-T在5G传送标准研究上迈出了关键的一步,也是中国企业推动5G传送标准研究的重大贡献。


  5G传送相关的技术和标准涉及多个标准组织,包括ITU-T、IEEE、OIF等。ITU-T SG15研究5G传送的需求和解决方案;IEEE 802.1 TSN研究时延敏感网络的需求和解决方案,IEEE 1914研究5G前传的需求、网络架构及前传网络数据的封装映射;OIF主要研究FlexE的接口和链路技术;IETF Segment Routing工作组研究简化MPLS TE网络的信令协议,实现网络流量工程、快速倒换等业务功能。

 

FlexE

 

  2015年1月的OIF会议上,OIF正式启动了Flex Ethernet的工程,其主要目的是扩展标准以太网接口的功能,主要扩展以下3个功能:


● 绑定。通过绑定多个标准以太网接口来支持更大速率业务的传送,主要解决现有以太网中LAG协议低效率的问题。

● 通道化。将多个任意比特速率的以太网数据流复用在一起,通过标准的以太网接口进行传送。


● 子速率。提供一种简单的方法用标准的以太网接口传送灵活速率的以太网数据流。通道化强调FlexE Group的总带宽可以按需分成多个Channel,每个Channel分配一个client;子速率则强调可以传送低于Ethernet PHY速率的业务。经过1年多的研究讨论,FlexE IA1.0在2016年3月正式发布。


  2016年11月,OIF启动了FlexE IA2.0技术的研究,主要内容包括支持绑定200GE以及400GE以太网PHY的技术,FlexE的时间同步技术等。中兴通讯积极参与了FlexE IA2.0主要技术点的研究,在OIF会议上提交了多篇提案,促进了FlexE IA2.0标准的发展。目前FlexE IA2.0关键技术已讨论达成一致意见,预计在2018年第二季度正式发布。


  在OIF会议期间,中兴通讯提交了多篇使用FlexE技术实现5G传送的需求提案,会上讨论认为如果这些需求合理,可能会启动不同的项目来规范这些技术,为在OIF中开展5G传送研究打下了基础。


  今年6月召开的ITU-T SG15全会上,中兴通讯的提案《FlexE层网络模型(FlexE layer network model)》在业界首次提出基于FlexE(Flexible Ethernet)的层网络模型架构,创新性地将当前仅限于链路的FlexE技术扩展为网络技术,定义了FlexE通道层和FlexE段层,以及相应的交叉连接、保护和OAM,为基于FlexE技术的5G传送标准研究奠定了基础。


  FlexE层网络模型的提出,将FlexE链路技术扩展为网络层技术,从而满足端到端传送需求,包括:


● 66B path层:完成66B的交叉连接,客户业务的OAM插入/提取,保护等;


● 66B section层:与OIF定义的FlexE 1.0完全相同,完成速率适配、段层的OAM插入/提取、复用/解复用等。

 

超高精度时间同步

 

  超高精度时间同步方面主要对增强型参考时间时钟(ePRTC,G.8272.1)、增强型参考时钟(eEEC,G.811.1)、增强型同步以太设备从时钟(eEEC,G.8262.1)的定时性能进行研究,包括频率精度、噪声产生、噪声容限(漂移和抖动容限)、噪声传递、瞬态响应和保持性能、接口要求等。随着LTE-A、基站COMP协作化、基站精细定位业务以及未来5G发展,对同步精度指标有了更高的要求,端到端指标提升为百纳秒级;对PRTC锁定模式下的时间误差和漂移要求更严苛,ePRTC在锁定模式下的时间误差应在30ns(即max|TE|)内或更好;PRC频率精度(长于一周)从之前的10-11提高到10-13。后续时间同步方面会继续对Partial timing support时间传输、增强SyncE和新的时间同步架构的定义(包括5G传送和前传网)、同步OAM和管理等方面研究。

 

NGFI/P.1914.1

 

  IEEE1914.1于2016年2月启动,计划于2018年12月完成。研究移动前传业务传送架构(如基于以太网),包括用户业务、管理和控制平面业务;研究前传网络的需求和定义,包括数据速率、定时、同步、服务质量等。目前是0.3版本草案,后续主要工作在OAM、延时、网络管理、融合等方面的需求。

 

TSN

 

  TSN(时间敏感网络)起源于AVB(音频视频桥)项目,后续逐渐增加在工业和汽车行业的用例,2012年改名为TSN,并且在2015年Interworking任务组和TSN任务组进行了合并。TSN任务的目标是通过以太网提供确定性的业务,例如确保业务传输是有边界的低时延、低抖动、极少的丢包。TSN的大部分标准制定接近尾声,后续重点集中在802.1CM、802.1Qcr和802.1Qcp等方面。


● 帧抢占


  采用802.3br和802.1Qbu,将低优先级可以被抢占的数据分成较小的“区段”,让传输中高优先级的数据拥有比低优先级的数据更优先处理的顺序。这意味着高优先级的数据不必等待所有的低优先级的数据完成传送后才开始,从而确保更快速的传输路径。


● 帧复制和消除

 
  采用802.1CB,用来保证丢帧率,确保关键流量的复本在网络中能以不相交集的路径进行传送,对到达的两份数据进行合并和删除,从而实现无缝冗余。


● 流预留协议增强和性能改善


  采用802.1Qcc,用于配置TSN的流量等级,比原有SRP协议提供了更多的增强功能;配置的方式有完全分布式、完全集中式和网络集中式/用户分布式。

 

Segment Routing

 

  IETF Segment Routing工作组成立于2013年9月,研究简化MPLS TE网络的信令协议,通过IGP路由协议通告段标识构建指定路径转发,实现网络的流量工程、快速倒换等业务功能。Segment Routing数据面采用MPLS标签栈封装或者IPv6两种格式,兼容现有的MPLS网络转发或者IPv6网络,当前研究Segment Routing作为5G网络传送和网络切片的基础网络技术。

 

  5G传送相关标准组织在低时延、大带宽、大连接、物理隔离、网络切片、高精度时间同步等方面的深入探讨和研究,必将为未来5G传送网的商用和部署提供有力的技术指引和可靠的技术保证。