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5G承载网,关键技术有哪些呢

[来源:纤亿通-先纤]  [日期:2019-11-07]  [点击数:85] 


首先,我们要先看一下5G承载网的整体分层结构。

任何通信系统,都是先看分层。就像OSI七层模型一样,不同的层级对应不同的功能,每个层级都有自己的作用。


传送网的分层,从电到光,从SDHOTN,也在发生变化。以OTN为例,引入光之后,主要分层变成了这样:

简单来说,最下面是物理层,然后就是光层。光层分为传输、复用、通道,简单理解,就像公路运输,需要发动车辆,需要划分车道,还要编排车队。最终,面向顶层提供服务支撑。

从整体上来看,5G承载网的分层可以大致看成如下几层:


5G承载网的所有关键技术,都在这个层级中有自己的位置。如果要搞懂这项技术,首先要知道它所处的层级。

中国移动、中国电信、中国联通分别有自己5G承载网主推方向,即SPNM-OTN、增强IPRAN。这三个方案,我们每一层级简单了解下,对应各个层级的具体技术如下:


一、 首先是物理层,L0 WDM光层。对于5G来说,这一层的主要作用就是提供单通路高速光接口,还有多波长的光层传输、组网和调度能力。

二、 L1数据链路层。它的作用,是提供L1通道到光层的适配。这里就出现了FlexE,大家肯定经常看到。FlexE就是Flex Ethernet,灵活以太网。简单来说,它就是把多个物理端口进行捆绑合并,形成一个虚拟的逻辑通道,以支持更高的业务速率。FlexE技术在以太网技术的基础上实现了业务速率和物理通道速率的解耦,物理接口速率不必再等于客户业务速率,可以是灵活的其它速率。例如,客户业务速率是400GE,但设备物理通道端口的速率是25GE100GE或其它速率。那么,通过端口捆绑和时隙交叉技术,就能轻松实现业务带宽25G->50G->100G->200G->400G->XT的逐步演进。


采用FlexE,可以有助于解决高速物理通道性价比不高的问题。(高速率物理接口,目前成本还是比较高。)

三、 再上一层就是TDM通道层, 5G承载网这个通道层的任务,就是服务于网络切片所需的硬管道隔离,提供低时延保证。

SPN在这层是SCL切片通道层,SPN的整体架构大家可以看这里:

SCL为网络业务和切片业务提供端到端硬隔离通道,可显著降低时延,支持网络拓扑重构和切片,满足5G业务超低时延、硬隔离切片的需求。

OTN的话,是ODUk/ODUflex。根据前面的架构图,ODU是光信道数据单元,属于光通道层网络的一部分。它提供和信号无关的连通性、连接保护和监控等功能。

ODUflex,又是flex,也就是灵活带宽调整技术。传统的ODUk是按照一定标准进行封装,容易造成资源浪费。ODUFlex可以灵活调整通道带宽,调整范围是1.25G~100G,从而实现高效承载,以及更好的兼容性。

L2-L3分组转发层,涉及到的,是路由转发相关的能力。对5G来说,这一层的主要作用是提供灵活连接调度和统计复用功能。SR技术是这一层的主角。

SRSegment Routing,分段路由。它也是目前承载网中非常受关注的一项技术,由CISCO提出,是一种源路由机制。它是一种新型的MPLS(多协议标签转换)技术,源自MPLS,又有了更多的创新和升级。传统IP网络中,路由技术是不可管理、不可控制的。IP逐级转发,每经过一个路由器都要进行路由查询(可能多次查找),速度缓慢,这种转发机制不适合大型网络。而MPLS是通过事先分配好的标签,为报文建立一条标签通道(LSP),在通道经过的



每一台设备处,只需要进行快速的标签交换即可(一次查找),从而节约了处理时间。

MPLS处理速度更快,效率更高,更适合大容量网络。既然SR技术源自MPLS,那么简单来说,它也是一种不管中间节点的路由技术,灵活性更高,开支更少,效率更高。分段路由(SR)技术通过内部网关协议(IGP)扩展收集路径信息,头结点根据收集的信息组成一个显式/非显式的路径,路径的建立不依赖中间节点,从而使得路径在头节点即创建即生效,避免了网络中间节点路径计算。

四、 业务适配层,目的是提供多业务映射和适配支持。

下面我们说一说SDN和高精度时间同步。

5G承载网必须支持切片。想要支持切片,就必须上SDN5G承载网庞大而复杂,想要对它进行更好的管理和调度,也必须上SDN所谓SDN,Software Defined Network,软件定义网络。就是把网络的控制和








流量转发进行拆分,由SDN控制器专门进行控制,底下的节点只需要进行转发,是一种加强型的集权管理模式。

前面我们介绍的SR,就是主要为SDN和切片服务的。SDNSR完美结合,才使5G承载网足够灵活,可以更好地实现切片。

5G的载波聚合、多点协同和超短帧要求空口之间的时间同步精度偏差小于260ns5G的基本业务采用时分双工(TDD)制式,要求任意两个空口之间的相对精度偏差小于1.5μs5G的室内定位增值服务对时间同步的精度要求更高,要求一定区域内基站空口时间同步的相对精度小于10ns

5G同步网采用的关键技术包括:高精度同步源头技术、高精度同步传输技术、高精度同步局内分配技术、高精度同步检测技术。限于篇幅,暂时不一一介绍了。

以上,就是5G承载网关键技术的初步介绍。

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