5G承載網(wǎng)絡(luò)需要解決的問(wèn)題及OTN 3.0特征介紹
5G標(biāo)準(zhǔn)終于迎來(lái)了重要時(shí)刻。3GPP全會(huì)(TSG#80)批準(zhǔn)了第五代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(5G NR)獨(dú)立組網(wǎng)功能凍結(jié)。加之去年12月完成的非獨(dú)立組網(wǎng)NR標(biāo)準(zhǔn),5G已經(jīng)完成第一階段全功能標(biāo)準(zhǔn)化工作。
5G標(biāo)準(zhǔn)的確定讓產(chǎn)業(yè)界,真正進(jìn)入到了最后的沖刺階段。但5G時(shí)代不僅是無(wú)線側(cè),包括承載在內(nèi)的很多環(huán)節(jié)都面臨著諸多挑戰(zhàn)。現(xiàn)階段,雖然5G承載的具體實(shí)現(xiàn)方案尚在評(píng)估論證中,但5G帶來(lái)的變革以及由此對(duì)承載網(wǎng)提出的新要求是被一致公認(rèn)的。
與4G時(shí)代相比,5G承載網(wǎng)絡(luò)至少需要解決以下問(wèn)題:
1.大容量/大帶寬,以解決5G暴增的流量
2.低時(shí)延,以支持諸如車聯(lián)網(wǎng)之類uRLLC業(yè)務(wù)
3.剛性隔離的切片層和網(wǎng)絡(luò)硬切片,以支持各種垂直應(yīng)用場(chǎng)景和行業(yè)
4.高精度時(shí)間同步,以滿足PTP C類設(shè)備的指標(biāo)
5.支持新的25GE/50GE接口,與5G射頻單元對(duì)接
6.低功耗,保證容量倍增后功耗不增加
7.傳統(tǒng)的回傳網(wǎng)被邏輯劃分為前傳,中傳和回傳。每一段會(huì)有不同的承載要求但希望有統(tǒng)一的承載技術(shù)和設(shè)備
8.基帶處理的虛擬化需要新的專用硬件加速設(shè)備來(lái)減輕服務(wù)器的負(fù)荷
9.能夠幫助運(yùn)營(yíng)商降低CAPEX和OPEX
在5G承載的需求中,有一些是OTN本身固有支持的,比如硬切片。OTN的通道之間是時(shí)分復(fù)用的,所以是完全物理隔離的。OTN交叉,對(duì)大容量,大帶寬的支持,以及完善的OAM機(jī)制,這些都是OTN本來(lái)就具有的的優(yōu)勢(shì)。
同時(shí),OTN也在不斷演進(jìn),從10G為主的1.0時(shí)代,到100G普及了的2.0時(shí)代,現(xiàn)在OTN正開啟超100G速率的3.0時(shí)代。
總結(jié)而言,OTN 3.0有兩大特征:1.單波長(zhǎng)傳輸速率超過(guò)100G,并且從以前離散的固定的速率(OTU1/2/3/4),轉(zhuǎn)變成靈活可變的速率(OTUCn)。OTUCn可以是100G以上,以5G為增量的任何速率。這極大提高了波長(zhǎng)和網(wǎng)絡(luò)的利用率。比如某段光纖通過(guò)相干調(diào)制后單波長(zhǎng)可以支持350G帶寬,用OTU4的話只能承載3個(gè)OTU4或300G,剩下50G帶寬被浪費(fèi)了。而用OTUCn則可以支持350G速率,完全利用帶寬資源。
2.專門針對(duì)移動(dòng)承載進(jìn)行優(yōu)化。比如,
a.優(yōu)化硬件和軟件設(shè)計(jì),降低時(shí)延至1微秒的水平
b.增加新的25GE/50GE客戶側(cè)接口,方便接入5G射頻單元的eCPRI 信號(hào)
c.提升硬件以支持納秒級(jí)的時(shí)鐘戳精度, 并實(shí)現(xiàn)在OTN上傳送高精度時(shí)間的機(jī)制
通過(guò)提升和優(yōu)化,OTN 3.0能滿足5G承載中L1層的需求,成為5G承載中L1層的理想選擇。它和底下的光層交叉(ROADM),上面的分組交換或三層路由共同組成了完整的多層次的5G承載網(wǎng)。每個(gè)層次上可以獨(dú)立交叉或交換,最大限度地減低了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延,擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)容量。
在這方面,美高森美長(zhǎng)期聚焦OTN和5G X-Haul的研究與開發(fā),希望將OTN 3.0優(yōu)勢(shì)引入5G承載中。最新發(fā)布的DIGI-G5產(chǎn)品已是第五代OTN芯片,是第一款完全支持OTN 3.0 的產(chǎn)品。DIGI-G5具有單片600G的OTN交換處理能力,支持靈活的超100G速率,在時(shí)延,時(shí)間戳精度,功耗等設(shè)計(jì)上都做了大幅度優(yōu)化和改進(jìn),能完全滿足OTN3.0和5G承載的要求。
美高森美通信業(yè)務(wù)部門副總裁兼業(yè)務(wù)部經(jīng)理Babak Samimi表示:“我們的DIGI OTN處理器組合在促進(jìn)服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為大規(guī)模部署100G OTN交換網(wǎng)絡(luò)方面發(fā)揮了重要作用。我們的DIGI-G5開創(chuàng)先河,通過(guò)三倍的端口密度和每端口降低50%的功耗,幫助業(yè)界實(shí)現(xiàn)太比特可擴(kuò)展性,過(guò)渡到新的OTN 3.0架構(gòu)。”
DIGI-G5能夠?qū)崿F(xiàn)OTN 3.0,足夠應(yīng)付超100G的時(shí)代。此外,Microsemi也積極參與業(yè)界聯(lián)盟和標(biāo)準(zhǔn)化組織,共同推廣和優(yōu)化OTN技術(shù)。作為“下一代光傳輸網(wǎng)絡(luò)論壇 (NGOF)“創(chuàng)始成員之一,美高森美和業(yè)界伙伴緊密合作,研究制定新一代OTN技術(shù)方案和標(biāo)準(zhǔn)。
·OTN 1.0基于10G點(diǎn)對(duì)點(diǎn)波分復(fù)用(WDM)連接。
·OTN 2.0建立在OTN交換上,是當(dāng)今的主流100G光連接。
·OTN 3.0有助于新的25GE、50GE、200GE、400GE和FlexE接口通過(guò)新的400G OTN、OTUCn和FlexO交換連接進(jìn)行傳輸。
據(jù)悉,美高森美經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證和運(yùn)營(yíng)商認(rèn)證的DIGI OTN交換軟件開發(fā)套件(SDK)提供了一個(gè)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的硬件抽象層(HAL),它將業(yè)務(wù)路徑設(shè)置簡(jiǎn)化為幾個(gè)應(yīng)用程序接口(API)調(diào)用,從而幫助OEM加快開發(fā)周期。DIGI-G5的板上ARM處理器可以通過(guò)從主機(jī)中央處理單元(CPU)中卸載復(fù)雜和時(shí)間關(guān)鍵的操作(如業(yè)務(wù)路徑配置、保護(hù)交換和開銷管理),以實(shí)現(xiàn)Tbps應(yīng)用性能。DIGI-G5允許OEM廠商根據(jù)需要,通過(guò)軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)擴(kuò)展他們的軟件性能。