CONTENTS

5G承載技術(shù)

5G承載網(wǎng)絡(luò)需求

5G承載網(wǎng)架構(gòu)

5G承載技術(shù)方案5G承載關(guān)鍵技術(shù)5G移動通信技術(shù)5G承載網(wǎng)絡(luò)是為5G無線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)連接的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，它不僅要為這些網(wǎng)絡(luò)連接提供靈活調(diào)度、組網(wǎng)保護和管理控制等功能，還要提供帶寬、時延、同步和可靠性等方面的性能保障。本章將基于5G承載需求，結(jié)合運營商承載網(wǎng)現(xiàn)狀和主要特征等，對5G承載網(wǎng)絡(luò)的典型架構(gòu)、5G承載網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，以及5G承載網(wǎng)的部署形式、5G承載技術(shù)的未來發(fā)展規(guī)劃進行介紹。5G承載技術(shù)1.5G承載網(wǎng)絡(luò)需求7三大應(yīng)用場景的性能要求，包括如下三個方面：(1)針對eMBB場景的1Gb/s的用戶體驗速率；(2)針對uRLLC場景的ms級時延；(3)針對mMTC場景的百萬級/km2的終端接入。5G承載網(wǎng)需要將地域分布非常廣泛的宏站，以及DU、CU分離的無線網(wǎng)元與5G核心網(wǎng)連接起來，把成千上萬的點連接成立體網(wǎng)絡(luò)。按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，5G承載網(wǎng)首先分成了省內(nèi)干線和城域網(wǎng)兩部分。城域網(wǎng)又可以細分成核心層、匯聚層和接入層等層面。從上面的5G業(yè)務(wù)應(yīng)用場景可以看出，5G承載網(wǎng)關(guān)鍵性能需求主要體現(xiàn)在更大帶寬、超低時延、高精度時間同步等幾個方面。更大的帶寬主要體現(xiàn)在5G前傳、中傳、回傳三部分；對于超低時延的需求主要集中在前傳、中傳部分；對高精度時間同步，特別是基站間協(xié)同如載波聚合，主要集中在前傳和中傳部分。7.1.1更大帶寬需求帶寬是5G承載最為基礎(chǔ)和關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)之一。

根據(jù)5G無線接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)特性，承載將分為前傳(承載AAU和DU之間的流量)、中傳(承載DU和CU之間的流量)和回傳(承載CU和核心網(wǎng)之間的流量)三個部分。1、單基站承載帶寬需求

不同設(shè)備商的5G基站處理能力存在差異，依據(jù)NGMN(NextGenerationMobileNetworks，下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟)帶寬評估原則，單基站帶寬需求如表所示。參

數(shù)5G低頻5G高頻頻譜資源3.4GHz～3.5GHz，100MHz頻寬28GHz以上頻譜，800MHz帶寬基站配置3個小區(qū)，64T64R3個小區(qū)，4T4R頻譜效率峰值40b/Hz，均值7.8b/Hz(b=bit，下同)峰值15b/Hz，均值2.6b/Hz其他考慮10%封裝開銷，5%Xn流量，1:3TDD上下行配比10%封裝開銷，1:3TDD上下行配比單小區(qū)峰值100MHz?×?40b/Hz?×?1.1?×?0.75=?3.3Gb/s800MHz?×?15b/Hz?×?1.1?×?0.75?=?9.9Gb/s單小區(qū)均值100MHz?×?7.8b/Hz?×?1.1?×?0.75?×?1.05?=?0.675Gb/s(Xn流量主要發(fā)生于均值場景)800MHz?×?2.6b/Hz?×?1.1?×?0.75?=?1.716Gb/s(高頻站主要用于補盲補熱，Xn流量已計入低頻站)單站峰值3.3?+?(3?-?1)?×?0.675?=?4.65Gb/s9.9?+?(3?-?1)?×?1.716?=?13.33Gb/s單站均值0.675?×?3?=?2.03Gb/s1.716?×?3?=?5.15Gb/s在上表中：(1)單小區(qū)峰值帶寬?=?頻寬?×?(1?+?封裝開銷)?×?TDD下行占比；(2)單小區(qū)均值帶寬?=?頻寬?×?(1?+?封裝開銷)?×?TDD下行占比?×?(1?+?Xn)；(3)單站峰值帶寬?=?單小區(qū)峰值帶寬?×?1?+?單小區(qū)均值帶寬?×?(N?-?1)；(4)單站均值帶寬?=?單小區(qū)均值帶寬?×?N。從表中可以看出：5G低頻站的峰值帶寬是4.65GHz，均值帶寬是2.03GHz；5G高頻站的峰值帶寬是13.33GHz，均值帶寬是5.15GHz。

結(jié)合光接口成熟度和成本情況分析，5G低頻站將采用1個10GE接口，5G高頻站和低頻高頻同站址配置時將采用2個10GE接口或1個25GE接口，目前4G基站采用GE接口，均值帶寬不到百兆赫茲，可見單基站的傳輸帶寬需求提升至少20倍以上。2、回傳帶寬需求5G承載網(wǎng)的接入層、匯聚層及核心層的帶寬需求和多種因素密切相關(guān)，如基站類型、基站密度以及運營商部署策略等，因此帶寬的需求也有多種不同場景。組網(wǎng)模型I是接入和匯聚層均是環(huán)網(wǎng)拓撲，核心層是雙節(jié)點口字形上聯(lián)模式；組網(wǎng)模型II是接入層為環(huán)網(wǎng)，匯聚層和核心層均是口字形上聯(lián)方式。D-RAN部署：接入環(huán)達到25/50Gb/s，匯聚/核心層為N×100/200/400Gb/s。C-RAN部署：接入環(huán)達到50Gb/s，匯聚/核心層為N×100/200/400Gb/s。3、前傳和中傳帶寬需求1)前傳前傳的帶寬需求與CU/DU物理層分割位置密切相關(guān)。DU和CU在物理層底層的分割存在多種方案，典型包括：射頻到物理層底層分割的選項8(在物理底層和射頻之間分割)，即CPRI接口(CommonPublicRadioInterface，通用公共無線電接口)；物理層的底層到高層的分割選項7(在物理高層和物理底層之間分割)，其中選項7又可進一步細分為選項7-1和選項7-2。下圖為根據(jù)CU/DU物理層分割位置的不同，前傳、中傳、回傳的位置差異。2)中傳帶寬需求

中傳主要實現(xiàn)DU和CU之間的流量承載，相當(dāng)于回傳網(wǎng)絡(luò)中接入層的流量帶寬需求，在此不再贅述。5G承載前傳、中傳、回傳(接入、匯聚、核心)的典型帶寬需求相對4G增加非常明顯。承載方式前

傳中傳回

傳D-RAN——接入環(huán)：25Gb/s、50Gb/s；匯聚/核心：N?×?100/200/400Gb/sC-RAN接口：25Gb/s、N?×?25Gb/s的eCPRI、自定義CPRI接口等同回傳接入環(huán)接入環(huán)：50Gb/s以上；匯聚/核心：N?×?100/200/400Gb/s4G接口：CPRI<10Gb/s(選項8)—接入環(huán)：1Gb/s為主，少量10Gb/s匯聚/核心：10Gb/s為主，少量40Gb/s7.1.2超低時延需求時延類型時延指標(biāo)/ms參考標(biāo)準(zhǔn)eMBB用戶面時延(UE-CU)43GPPTR38.913控制面時延(UE-CN)10uRLLC用戶面時延(UE-CU)0.5控制面時延(UE-CN)105G時延技術(shù)指標(biāo)

目前5G規(guī)范的時延指標(biāo)是無線網(wǎng)絡(luò)與承載網(wǎng)絡(luò)共同承擔(dān)的時延要求，為了進一步分析時延與承載之間的關(guān)系，下圖為eMBB和uRLLC兩種業(yè)務(wù)所涉及的時延處理環(huán)節(jié)分配示意圖。超低時延是5G關(guān)鍵特征之一

時延除了與傳輸距離有關(guān)之外，還與無線設(shè)備和承載設(shè)備的處理能力密切相關(guān)。按照目前eCPRI(Enhanced-CommonPublicRadioInterface，增強的通用公共無線電接口)的時延分配，前傳時延約為l00μs量級，在不考慮節(jié)點處理時延的情況下，按光纖傳輸時延5μs/km計，前傳距離將為10～20km量級。目前承載節(jié)點的處理時延一般是20～50μs量級，這樣在前傳網(wǎng)絡(luò)中需要引入承載設(shè)備進行組網(wǎng)時，要盡可能降低節(jié)點的時延處理能力，比如在10μs以內(nèi)或更低。由于光纖傳輸?shù)臅r延無法優(yōu)化，當(dāng)前承載節(jié)點處理時延降低到一定程度以后，進一步優(yōu)化的必要性不強。例如當(dāng)節(jié)點處理時延降低到1μs量級時，1km光纖傳輸時間相當(dāng)于5個節(jié)點處理時間，進一步優(yōu)化節(jié)點時延的意義不大。未來為了進一步支撐uRLLC業(yè)務(wù)的應(yīng)用與部署，無線網(wǎng)絡(luò)與承載網(wǎng)絡(luò)之間的時延分配協(xié)同日趨重要。7.1.3高精度時間同步高精度時間同步是5G承載的關(guān)鍵需求之一。5G同步需求主要體現(xiàn)在三個方面：基本業(yè)務(wù)時間同步需求；協(xié)同業(yè)務(wù)時間同步需求；新業(yè)務(wù)同步需求。基本業(yè)務(wù)時間同步需求是所有TDD制式無線系統(tǒng)的共性要求，主要是為了避免上、下行時隙干擾。協(xié)同業(yè)務(wù)時間同步需求是5G高精度時間同步需求的集中體現(xiàn)。

為了滿足5G高精度同步需求，需專門設(shè)計同步組網(wǎng)架構(gòu)，并加大同步關(guān)鍵技術(shù)研究。在同步組網(wǎng)架構(gòu)方面，可考慮將同步源頭設(shè)備下沉，減少時鐘跳數(shù)，進行扁平化組網(wǎng)；在同步關(guān)鍵技術(shù)方面，需重點進行雙頻衛(wèi)星、衛(wèi)星共模共視、高精度時鐘鎖相環(huán)、高精度時戳、單纖雙向等技術(shù)的研究和應(yīng)用。5G承載技術(shù)2.5G承載網(wǎng)架構(gòu)75G無線接入網(wǎng)可演進為CU、DU、AAU三級結(jié)構(gòu)，與之對應(yīng)，5G承載網(wǎng)絡(luò)也由4G時代的回傳、前傳演進為回傳、中傳和前傳三級新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在CU、DU合設(shè)情況下，則只有回傳和前傳兩級架構(gòu)。7.2.15G承載網(wǎng)總體架構(gòu)前傳網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)5GC-RAN部署場景接口信號的透明傳送(D-RAN場景下，前傳無需網(wǎng)絡(luò)承載)。中傳是面向5G新引入的承載網(wǎng)絡(luò)層次，在承載網(wǎng)絡(luò)實際部署時城域接入層可能同時承載中傳和前傳業(yè)務(wù)。5G回傳網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)CU和核心網(wǎng)、CU和CU之間等相關(guān)流量的承載。4G和5G承載網(wǎng)架構(gòu)的對比

滿足5G承載需求的5G承載網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)如下圖所示，主要包括轉(zhuǎn)發(fā)平面、協(xié)同管控、5G同步網(wǎng)三個部分。

在此架構(gòu)下，5G承載網(wǎng)支持差異化的網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)能力。5G切片涉及到終端、無線、承載和核心網(wǎng)，需要實現(xiàn)端到端協(xié)同管控。通過轉(zhuǎn)發(fā)平面的資源切片和管理控制平面的切片管控能力，可為5G三大類業(yè)務(wù)應(yīng)用、CDN(ContentDeliveryNetwork，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò))網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、政企客戶專線以及家庭寬帶等業(yè)務(wù)提供所需SLA(Service-LevelAgreement，服務(wù)等級協(xié)議)保障的差異化網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)能力。下面針對5G承載網(wǎng)的總體架構(gòu)，對其中的各個層面進行簡單介紹。1．轉(zhuǎn)發(fā)平面應(yīng)具備分層組網(wǎng)架構(gòu)和多業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載能力轉(zhuǎn)發(fā)平面是5G承載架構(gòu)的關(guān)鍵組成，其典型的功能特性包括：端到端分層組網(wǎng)架構(gòu)差異化網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)多業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載能力2．管理控制平面需支持統(tǒng)一管理、協(xié)同控制和智能運維能力5G承載的管理控制平面應(yīng)具備面向SDN架構(gòu)的管理控制能力，提供業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)資源的靈活配置能力，并具備自動化和智能化的網(wǎng)絡(luò)運維能力，具體功能特性包括：統(tǒng)一管理能力協(xié)同控制能力智能運維能力3．5G同步網(wǎng)應(yīng)滿足基本業(yè)務(wù)和協(xié)同業(yè)務(wù)同步需求同步網(wǎng)作為5G承載網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵構(gòu)成，其典型的功能特性包括：支撐基本業(yè)務(wù)同步需求滿足協(xié)同業(yè)務(wù)高精度同步需求按需實現(xiàn)高精度同步組網(wǎng)7.2.25G承載網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)面架構(gòu)5G承載網(wǎng)絡(luò)分為省干線和城域網(wǎng)兩大部分城域網(wǎng)接入層主要為前傳Fx接口的CPRI/eCPRI信號、中傳F1接口以及回傳的N2(信令)和N3(數(shù)據(jù))接口提供網(wǎng)絡(luò)連接；城域網(wǎng)的匯聚和核心層以及省干線層面不僅要為回傳提供網(wǎng)絡(luò)連接，還需要為部分核心網(wǎng)元之間的N4、N6及N9接口提供網(wǎng)絡(luò)連接，如下圖所示。其中N6是UPF與DN之間的接口，通過此接口訪問外部網(wǎng)絡(luò)。

為5G網(wǎng)絡(luò)提供靈活連接的承載網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)面組網(wǎng)架構(gòu)如圖所示。

該架構(gòu)可實現(xiàn)多層級承載網(wǎng)絡(luò)、靈活化連接調(diào)度、層次化網(wǎng)絡(luò)切片、4G/5G混合承載以及低成本高速組網(wǎng)等關(guān)鍵功能特性。5G承載技術(shù)3.5G承載網(wǎng)技術(shù)方案77.3.15G前傳技術(shù)方案1．5G前傳典型場景5G前傳主要有D-RAN和C-RAN兩種場景，其中C-RAN又可細分為C-RAN小集中和C-RAN大集中兩種部署模式。

4G時期，所謂分布和集中，是指BBU的分布或集中；5G時期，是指DU的分布或集中。這種集中還分為“小集中”和“大集中”。C-RAN大集中一般需要CU云化和DU池化集中部署來支撐實現(xiàn)，如圖所示。5G前傳技術(shù)方案光纖直連方式：每個AAU與DU之間全部采用光纖點到點直連組網(wǎng)。這種方式實現(xiàn)起來很簡單，但是光纖資源占用很多。隨著5G基站、載頻數(shù)量的急劇增加，對光纖的使用量也激增。所以，光纖資源比較豐富的區(qū)域可以采用此方案。2）無源WDM方式：將彩光模塊安裝到AAU和DU上，通過無源設(shè)備完成WDM功能，利用一對或者一根光纖提供多個AAU到DU的連接。和彩光(Colored)相對應(yīng)的是灰光(Grey)。灰光也叫白光或黑白光。它的波長在某個范圍內(nèi)是波動的，沒有特定的標(biāo)準(zhǔn)波長(中心波長)。一般客戶的側(cè)光模塊會采用灰光模塊。

采用無源WDM方式，雖然節(jié)約了光纖資源，但是也存在著運維困難、不易管理、故障定位較難等問題。3）有源WDM/OTN方式：在AAU站點和DU機房中配置相應(yīng)的WDM/OTN設(shè)備，多個前傳信號通過WDM技術(shù)共享光纖資源。

這種方案相比無源WDM方案，組網(wǎng)更加靈活(支持點對點和組環(huán)網(wǎng))，同時光纖資源消耗并沒有增加。項目光纖直連無緣WDM有源WDM/OTN拓撲結(jié)構(gòu)點到點點到點全拓撲：環(huán)帶鏈/環(huán)形/星形AAU出彩光否是否CPRI/cCPRI拉遠否是是網(wǎng)絡(luò)保護否否是(L0/L1)性能監(jiān)控否否是(L0/L1)遠端管理否否是(L0/L1)光纖資源消耗多消耗少消耗少網(wǎng)絡(luò)成本(注：與前傳網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相關(guān))低中高5G前傳典型方案比較7.3.25G中回傳技術(shù)方案1．5G中回傳承載需求5G中回傳承載網(wǎng)絡(luò)方案的核心功能要滿足多層級承載網(wǎng)絡(luò)、靈活化連接調(diào)度、層次化網(wǎng)絡(luò)切片、4G/5G混合承載以及低成本高速組網(wǎng)等承載需求，支持L0～L3層的綜合傳送能力，可通過L0層(光波長傳送層)波長、L1層(數(shù)據(jù)鏈路層)TDM(TimeDivisionMultiplex，時分復(fù)用)通道、L2和L3層(分組轉(zhuǎn)發(fā)層)分組隧道來實現(xiàn)層次化網(wǎng)絡(luò)切片，具體需求如下：L2/L3層分組轉(zhuǎn)發(fā)層技術(shù)。該技術(shù)為5G提供靈活連接調(diào)度和統(tǒng)計復(fù)用功能，主要通過L2和L3的分組轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)來實現(xiàn)，包括以太網(wǎng)、MPLS-TP(Multi-ProtocolLabelSwitchingTransportProfile，面向傳送的多協(xié)議標(biāo)簽交換)和新興的SR(SegmentRouting，段路由)等技術(shù)。L1層TDM通道層技術(shù)。TDM通道技術(shù)不僅可以為5G三大類業(yè)務(wù)應(yīng)用提供支持硬管道隔離、OAM、保護和低時延的網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)，并且具備為高品質(zhì)的政企和金融等專線提供高安全性和低時延服務(wù)的能力。L0層光層大帶寬技術(shù)。5G和專線等大帶寬業(yè)務(wù)需要5G承載網(wǎng)絡(luò)具備L0的單通路高速光接口和多波長的光層傳輸、組網(wǎng)和調(diào)度能力。2．切片分組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)切片分組網(wǎng)絡(luò)是中國移動在承載3G/4G回傳的分組傳送網(wǎng)絡(luò)(PTN)技術(shù)基礎(chǔ)上，面向5G和政企專線等業(yè)務(wù)承載需求，融合創(chuàng)新提出的新一代切片分組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案。面向5G承載的SPN組網(wǎng)架構(gòu)SPN網(wǎng)絡(luò)分層架構(gòu)包括SPL(SlicingPacketLayer，切片分組層)、SCL(SlicingChannelLayer，切片通道層)和STL(SlicingTransportLayer，切片傳送層)三個層面，此外還包括實現(xiàn)高精度時頻同步的時間/時鐘同步功能模塊、實現(xiàn)SPN統(tǒng)一管控的管理/控制功能模塊。SPN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層架構(gòu)CBR(ConstantBitRate，恒定比特速率)業(yè)務(wù)特指CES(Circuit

Emulation

Service，電路仿真業(yè)務(wù))、CEP(CircuitEmulationoverPacket，包交換網(wǎng)絡(luò)中的電路仿真)、CPRI、eCPRI業(yè)務(wù)。SPN網(wǎng)絡(luò)支持CBR業(yè)務(wù)、L2VPN(Layer2VirtualPrivateNetwork，二層虛擬專用網(wǎng))和L3VPN(Layer3VirtualPrivateNetwork，三層虛擬專用網(wǎng))等業(yè)務(wù)，可根據(jù)應(yīng)用場景需要靈活選擇業(yè)務(wù)映射路徑，如圖所示。

圖中，①/②+④+⑧路徑是兼容PTN的多業(yè)務(wù)承載方案，①/②/③+⑤/⑥+⑦+⑧/⑨是SPN支持的新業(yè)務(wù)承載方案。SPN關(guān)鍵技術(shù)主要包括：切片分組層(SPL)的段路由技術(shù)

切片通道層(SCL)的切片以太網(wǎng)技術(shù)

切片傳送層(STL)技術(shù)3．面向移動承載優(yōu)化的OTN技術(shù)OTN作為以光為基礎(chǔ)的傳送網(wǎng)技術(shù)，具有的大帶寬、低時延等特性，可以無縫銜接5G承載需求。而且OTN經(jīng)多年發(fā)展，技術(shù)穩(wěn)定可靠，并有成熟的體系化標(biāo)準(zhǔn)支撐?；贛-OTN的5G承載組網(wǎng)架構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層：基于分組增強型OTN設(shè)備，進一步增強L3路由轉(zhuǎn)發(fā)功能，并簡化傳統(tǒng)OTN映射復(fù)用結(jié)構(gòu)、開銷和管理控制的復(fù)雜度，降低設(shè)備成本，降低時延，實現(xiàn)帶寬靈活配置；支持ODUflex+FlexO提供靈活帶寬能力，滿足5G承載的靈活組網(wǎng)需求?？刂乒芾韺樱阂牖赟DN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提供L1硬切片和L2/L3軟切片，按需承載特定功能和性能需求的5G業(yè)務(wù)。在業(yè)務(wù)層面，各種L2VPN、L3VPN統(tǒng)一到BGP協(xié)議(BorderGatewayProtocol，邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議)，通過EVPN(EthernetVPN，基于以太網(wǎng)的VPN，是基于BGP和MPLS的L2VPN)實現(xiàn)業(yè)務(wù)控制面的統(tǒng)一和簡化。隧道層面通過向SR技術(shù)演進，實現(xiàn)隧道技術(shù)的統(tǒng)一和簡化。網(wǎng)絡(luò)切片承載：為支持5G網(wǎng)絡(luò)端到端切片管理需求，M-OTN傳送平面支持在波長、ODU、VC(VirtualContainer，虛容器)這些硬管道上進行切片，也支持在以太網(wǎng)和MPLS-TP分組的軟管道上進行切片，并且與5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)管控協(xié)同，按需配置和調(diào)整。M-OTN的關(guān)鍵技術(shù)主要包括下述三個方面：1)

L2和L3分組轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)

M-OTN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層架構(gòu)OTN支持L3協(xié)議的原則是按需選用，并盡量采用已有的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，包括OSPF、IS-IS、MP-BGP、L3VPN、BFD等。M-OTN在單域應(yīng)用時優(yōu)先采用ODU單級復(fù)用結(jié)構(gòu)，即客戶層信號映射到ODUflex，ODUflex映射至FlexO或OTU(OpticalTransformUnit，光轉(zhuǎn)換單元)。M-OTN使用標(biāo)準(zhǔn)的信令和路由協(xié)議，根據(jù)實際業(yè)務(wù)需要在業(yè)務(wù)建立、OAM和保護方面按需選擇不同的協(xié)議組合。2)

L1通道轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)采用成熟的ODU交叉技術(shù)，通過采用ODUflex提供n?×?1.25Gb/s靈活帶寬的ODU通道。為了實現(xiàn)低成本、低時延、低功耗的目標(biāo)，M-OTN是面向移動承載優(yōu)化的OTN技術(shù)，主要特征包括采用單級復(fù)用、更靈活的時隙結(jié)構(gòu)、簡化的開銷等。同時，為了滿足5G承載的組網(wǎng)需求，現(xiàn)有的OTN體系架構(gòu)中需引入新的25Gb/s和50Gb/s等接口。3)

L0光層組網(wǎng)技術(shù)

由于城域網(wǎng)的傳輸距離較短，因此M-OTN在L0光層組網(wǎng)的主要目標(biāo)是降低成本，以滿足WDM/OTN部署到網(wǎng)絡(luò)接入層的需求。在核心層，考慮引入低成本的N?×?100/200/400Gb/sWDM技術(shù)。在匯聚層，考慮引入低成本的N?×?25/100Gb/sWDM技術(shù)。4．IPRAN&光層技術(shù)方案OTN作為以光為基礎(chǔ)的傳送網(wǎng)技術(shù)，具有的大帶寬、低時延等特性，可以無縫銜接5G承載需求。而且OTN經(jīng)多年發(fā)展，技術(shù)穩(wěn)定可靠，并有成熟的體系化標(biāo)準(zhǔn)支撐。基于光層及IPRAN的5G承載組網(wǎng)架構(gòu)基于光層及IPRAN的5G承載組網(wǎng)架構(gòu)包括城域核心、匯聚和接入的分層結(jié)構(gòu)，具體方案特點如下：核心、匯聚層由核心節(jié)點和匯聚節(jié)點組成，采用IPRAN系統(tǒng)承載，核心、匯聚節(jié)點之間采用口字形對接結(jié)構(gòu)。接入層由綜合業(yè)務(wù)接入節(jié)點和末端接入節(jié)點組成。綜合業(yè)務(wù)接入節(jié)點主要進行基站和寬帶業(yè)務(wù)的綜合接入，包括DU/CU集中部署、OLT等；末端接入節(jié)點主要接入獨立的基站等。接入節(jié)點之間的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要為環(huán)形或鏈形，接入節(jié)點以雙節(jié)點方式連接至一對匯聚節(jié)點。接入層可選用IPRAN或PeOTN(PacketEnhancedOTN，分組增強型OTN)系統(tǒng)來承載。前傳以光纖直驅(qū)方式為主(含單纖雙向)，當(dāng)光纜纖芯容量不足時，可采用城域接入型WDM系統(tǒng)方案(G.metro，該標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范了基于低成本可調(diào)諧光模塊的波長自適應(yīng)單纖雙向接入WDM系統(tǒng))。中傳和回傳部分包括兩種組網(wǎng)方式：端到端IPRAN組網(wǎng)和IPRAN+PeOTN組網(wǎng)。5G承載技術(shù)4.5G承載關(guān)鍵技術(shù)7

從整體上來看，5G承載網(wǎng)從上到下可分為5層，分別是業(yè)務(wù)適配層、L2和L3分組轉(zhuǎn)發(fā)層、L1TDM通道層、L1數(shù)據(jù)鏈路層、L0光波長傳送層，如圖所示。

中國移動、中國電信、中國聯(lián)通分別有自己的5G承載網(wǎng)主推方向，即SPN、M-OTN、增強IPRAN。這些5G的承載技術(shù)在不同的層次上都發(fā)展了一些關(guān)鍵技術(shù)。5G承載網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)7.4.1PAM4

首先是物理層，即光層。對于5G來說，該層的主要作用就是提供單通路高速光接口，還有多波長的光層傳輸、組網(wǎng)和調(diào)度能力。

在物理層，PAM4(Four-LevelPulseAmplitudeModulation，4級脈沖幅度調(diào)制)是PAM調(diào)制技術(shù)的一種，它是一種“翻倍”技術(shù)。對于光模塊來說，如果想要實現(xiàn)速率提升，可以通過兩種方式進行：增加通道數(shù)量或者提高單通道的速率。

傳統(tǒng)的數(shù)字信號最多采用的是NRZ(Non-Return-to-Zero，非歸零碼)信號，即采用高、低兩種信號電平來表示要傳輸?shù)臄?shù)字邏輯信號的1、0信息，每個信號符號周期可以傳輸1比特(bit)的邏輯信息。而PAM信號則可以采用更多的信號電平，從而使每個信號符號周期可以傳輸更多比特位的邏輯信息。7.4.2FlexE物理層之上是L1數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層的作用是提供L1通道到光層的適配。其中的FlexE技術(shù)較為重要。FlexE即靈活以太網(wǎng)。簡單來說，它就是把多個物理端口進行“捆綁合并”，形成一個虛擬的邏輯通道，以支持更高的業(yè)務(wù)速率。FlexE技術(shù)在以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了業(yè)務(wù)速率和物理通道速率的解耦，即物理接口速率不必再等于客戶業(yè)務(wù)速率，可以靈活地設(shè)置為其它速率。FlexE通過在以太網(wǎng)的L2(MAC層)/L1PHY(PhysicalLayer，物理層)基礎(chǔ)上引入FlexEShim層(墊層)，實現(xiàn)了MAC層與FlexEGroup/PHY層解耦，如圖所示。FlexE完成協(xié)議支持三種通用的能力：綁定：支持一個200Gb/sMAC基于兩個綁定的100Gb/s物理層通道，它的優(yōu)點是支持高容量、長波長傳輸；速率劃分：支持50Gb/sMAC基于100Gb/s物理通道傳輸，它的優(yōu)點是提高網(wǎng)絡(luò)速率；物理層交通分導(dǎo)：支持一個150Gb/s和兩個25Gb/sMACs基于兩個綁定的100Gb/sBASE-RPHYs傳輸，它的優(yōu)點是更簡潔，能提供更多可測量服務(wù)管理。

簡而言之，F(xiàn)lexE是用在PTN網(wǎng)絡(luò)的，用于處理以太網(wǎng)信號；FlexO是用在OTN網(wǎng)絡(luò)的，用于處理OTUCn信號。兩者的共同點就是都是通過多端口綁定實現(xiàn)大顆粒度信號的傳輸。7.4.3SRSR即分段路由，是目前承載網(wǎng)中非常受關(guān)注的一項技術(shù)，由思科提出，是一種源路由機制。它是一種新型的MPLS(Multi-ProtocolLabelSwitching，多協(xié)議標(biāo)簽轉(zhuǎn)換)技術(shù)，源自MPLS，又有了更多的創(chuàng)新和升級。SR是一種新型的MPLS技術(shù)，靈活性更高，開支更少，效率更高。其中控制平面基于IGP路由協(xié)議擴展實現(xiàn)，轉(zhuǎn)發(fā)層面基于MPLS轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。SR技術(shù)通過IGP(InteriorGatewayProtocol，內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議)擴展收集路徑信息，源節(jié)點根據(jù)收集的信息組成一個顯式/非顯式的路徑，路徑的建立不依賴中間節(jié)點，從而使得路徑在源節(jié)點即創(chuàng)建即生效，避免了網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點路徑計算。下面對分段路由相關(guān)概念和工作原理進行介紹。1．基本概念鏈路標(biāo)簽(adjacencysegment)：用于標(biāo)識SR網(wǎng)絡(luò)中的路由鄰接鏈路，是SR-TE主要使用的標(biāo)簽類型。標(biāo)簽棧：標(biāo)簽棧是標(biāo)簽排序的集合，用于表示一條完整的LSP。粘連標(biāo)簽和粘連節(jié)點：當(dāng)標(biāo)簽棧深度超過轉(zhuǎn)發(fā)器所支持的標(biāo)簽深度時，一個標(biāo)簽棧無法攜帶整條LSP的鏈路標(biāo)簽，則需要將整條路徑分為多個標(biāo)簽棧攜帶，并通過一種特殊的標(biāo)簽將相鄰的標(biāo)簽棧粘連在一起，多個標(biāo)簽棧首尾相連，從而標(biāo)識一條完整的LSP。以P3設(shè)備為例，IS-IS分配標(biāo)簽的具體過程如下：P3的IS-IS協(xié)議為其所有鏈路申請本地動態(tài)標(biāo)簽(例如P3為鏈路P3→P4分配鏈路標(biāo)簽9002)。P3的IS-IS協(xié)議發(fā)布鏈路標(biāo)簽，泛洪到整個網(wǎng)絡(luò)。P3上生成鏈路標(biāo)簽對應(yīng)的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表。2．標(biāo)簽分配方式IS-IS分配轉(zhuǎn)發(fā)器的IGP協(xié)議(目前僅支持IS-IS協(xié)議)分配標(biāo)簽，并將分配的標(biāo)簽上報給控制器。標(biāo)簽分配過程如圖所示。(2)控制器分配標(biāo)簽分配由控制器完成，轉(zhuǎn)發(fā)器提供NETCONF接口，控制器通過NETCONF下發(fā)SR標(biāo)簽給轉(zhuǎn)發(fā)器。如圖所示，各轉(zhuǎn)發(fā)器上使能IS-ISSR能力，相互之間建立IS-IS鄰居；控制器與轉(zhuǎn)發(fā)器之間建立IS-IS鄰居或者BGP-LS鄰居。IS-IS協(xié)議收集網(wǎng)絡(luò)拓撲后，通過IS-IS或者BGP-LS上報給控制器?？刂破鳛橥負渲械拿總€鏈路分配鏈路標(biāo)簽，并將鏈路標(biāo)簽信息通過NETCONF下發(fā)給標(biāo)簽對應(yīng)的源節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)器，在轉(zhuǎn)發(fā)器上生成鏈路標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表。3．SR-TE數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)原理與MPLS基本轉(zhuǎn)發(fā)過程類似，SR-TE的標(biāo)簽操作類型包括標(biāo)簽棧壓入(Push)、粘連標(biāo)簽與標(biāo)簽棧交換(Swap)和標(biāo)簽彈出(Pop)。Push：當(dāng)報文進入SR-TE隧道時，入節(jié)點設(shè)備在報文二層首部和IP首部之間插入一個標(biāo)簽棧；或者根據(jù)需要(例如LDPoverSR-TE場景)，在MPLS報文的標(biāo)簽棧頂增加一個新的標(biāo)簽棧。Swap：當(dāng)報文在粘連節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)時，棧頂?shù)臉?biāo)簽為粘連標(biāo)簽，根據(jù)粘連標(biāo)簽與標(biāo)簽棧的關(guān)聯(lián)關(guān)系，用新的標(biāo)簽棧替換該粘連標(biāo)簽。Pop：當(dāng)報文在SR-TE隧道中轉(zhuǎn)發(fā)時，根據(jù)棧頂?shù)臉?biāo)簽查找轉(zhuǎn)發(fā)出接口之后，將棧頂?shù)臉?biāo)簽剝掉。(2)

轉(zhuǎn)發(fā)過程以下圖為例，說明SR-TE的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程

控制器計算