5G承载的关键需求
5G应用场景可以分为三类:增强移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)和超可靠低时延通信(uRLLC)。多样性的业务对承载网提出如下关键需求。
● 超大带宽,平滑升级
5G时代将以“用户体验为”中心,需要随时随地为用户提供100Mbps以上的用户体验速率,热点高容量地区甚至需要提供1Gbps用户体验速率和单基站几十G的峰值速率。未来接入层承载设备需要提供10GE和25GE接口用于基站接入,100GE接口大速率接口用于网络侧,汇聚核心层面将采用更高速率的400G、甚至T级别速率组网。
同时,5G业务从起始、发展、成熟,业务量逐步增长,5G承载网必须提供可平滑升级、有成本竞争力的带宽提升方案。
● 业务物理隔离,同一张网络实现资源切片
5G时代需要支撑多样化场景下不同业务的差异化指标要求,不同业务需要不同的业务视图,在满足不同业务承载需求的同时,还要在同一张承载网络上实现不同业务的物理隔离。
5G需要基于统一的基础网络设施,针对具体场景需求进行相应功能部署,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。因此流量在物理层隔离,业务在整网上进行网络切片,成为满足5G多样化场景承载的关键需求之一。
● 超低时延,满足工业应用瞬间响应需求
LTE移动回传网,S1单向传输单向时延要求超过10ms,理想情况5ms,X2是S1的2倍。而在5G时代,车联网、工业控制等垂直行业对时延要求非常苛刻,根据3GPP定义,uRLLC场景下空口时延低至0.5ms,而单向端到端时延不超过1ms,对回传网而言,时延指标约为核心网处理时延的1/3,即100~150µs。
承载网为了满足超低时延的需求,必须从设备架构和网络设计两方面同时着手,提供微秒级别的设备转发时延和更有效的网络转发模型。
FlexE方案优势
5G承载网络除了大带宽技术,同时要考虑业务端到端、流量物理隔离、低时延、网络保护等电信网络需求。
中兴通讯凭借对通信网络的深刻理解和深厚技术积累,在现有FlexE技术标准的基础上进行了一系列的技术扩展和完善工作,除了提供大带宽扩展技术之外,业界首家基于FlexE提出系列革命性技术:FlexE Tunnel业务端到端隔离方案、1ms级别业务保护倒换技术方案,以及小于1µs的单跳设备时延技术方案。
在技术标准贡献之外,中兴通讯迅速推出5G承载设备,并与中国移动联合进行组网测试,展示FlexE系列方案革命性优势。
● 设备架构不变,实现带宽任意扩展
FlexE技术的一大特点就是实现业务带宽需求与物理接口带宽解耦合。通过标准的25GE/100GE速率接口,通过端口捆绑和时隙交叉技术轻松实现业务带宽25G→50G→100G→200G→400G→xT的逐步演进,利用100GE接口实现400G大带宽。
FlexE带宽扩展技术通过时隙控制,保障业务严格均匀分布在FlexE Group的各个物理接口上,并且可以通过动态增加或减少时隙数量实时调整网络带宽资源占用,应对业务流量的实时变化。
● 设备级超低时延转发技术
传统分组设备对于客户业务报文采用逐跳转发策略,网络中每个节点设备都需要对数据包进行MAC层和MPLS层解析,这种解析耗费大量时间,单设备转发时延高达数十微秒。
FlexE技术通过时隙交叉技术实现基于物理层的用户业务流转发,用户报文在网络中间节点无须解析,业务流转发过程近乎实时完成,实现单跳设备转发时延小于1µs,为承载超低时延业务奠定了基础。两种转发方式区分见图1。
● 任意子速率分片,物理隔离,实现端到端硬管道
FlexE技术不仅可以实现大带宽扩展,同时可以实现高速率接口精细化划分,实现不同低速率业务在不同的时隙中传输,相互之间物理隔离。
融合FlexE子管道特性和物理层时隙交叉特性,承载网络上可以构建跨网元的端到端FlexE Tunnel刚性管道,中间节点无需解析业务报文,形成严格的物理层业务隔离。参见图2,NE1和NE4之间业务建立端到端FlexE Tunnel 1,中间节点NE2/NE3设备直接采用物理层交叉转发,形成从NE1到NE4的一跳直达硬通道。
5G的发展是一个技术创新的过程,其需求的多样性也对移动承载在带宽、时延、业务隔离、虚拟化等方面带来了诸多挑战,中兴通讯依托强大的研发实力,以及对5G技术和承载网发展趋势的深入理解,推出面向5G的承载的FlexE解决方案,迎接5G时代全新的发展机遇。