黃傳彬，張小龍，袁勇超，張宏亮

（三維通信股份有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

伴隨著5G技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)陸陸續(xù)續(xù)開始進駐5G領(lǐng)域，促使5G業(yè)務(wù)規(guī)模不斷壯大。而面向5G業(yè)務(wù)，需要提供大帶寬、低時延的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)，確保建立的信息傳送網(wǎng)能夠順利進行5G業(yè)務(wù)承載。OTN為光傳送網(wǎng)的英文縮寫，具有大帶寬和高容量的特點，能夠保持較高傳輸效率，使時延得到降低，能夠滿足5G業(yè)務(wù)開展需求。因此在5G業(yè)務(wù)發(fā)展過程中，還要加強OTN承載研究，通過提高高效、便利網(wǎng)絡(luò)服務(wù)滿足5G技術(shù)應(yīng)用需求。

1 5G業(yè)務(wù)發(fā)展的OTN承載需求

發(fā)展5G業(yè)務(wù)，要求傳送網(wǎng)的帶寬得到顯著提升，確保業(yè)務(wù)能夠得到高速、低成本傳送。而OTN的發(fā)展日漸成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)多種客戶型號封裝和透明運輸，并實現(xiàn)大顆粒帶寬復(fù)用和交叉配置，獲得較強網(wǎng)絡(luò)開銷和維護管控能力[1]。在5G商用化背景下，采用OTN能夠?qū)?00G及以上速率信號進行中長距離傳送，運用離散多載波、脈沖幅度調(diào)制等技術(shù)獲得具有較高傳輸效率的光接口，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸功耗，使通信成本得到有效控制。在城域網(wǎng)內(nèi)開展5G業(yè)務(wù)，能夠利用OTN實現(xiàn)光電混合調(diào)度，聯(lián)合運用電交叉和光交叉技術(shù)提高網(wǎng)絡(luò)容量，使系統(tǒng)功耗得到降低，并取得多路徑通達效果。通過減少網(wǎng)絡(luò)層次，實現(xiàn)設(shè)備處理延時的縮短，能夠使網(wǎng)絡(luò)安全性得到有效提升。而通過實現(xiàn)光環(huán)送和分組融合，采用OTN能夠?qū)崿F(xiàn)多重5G業(yè)務(wù)的統(tǒng)一傳送，使當(dāng)前5G業(yè)務(wù)傳送網(wǎng)存在的網(wǎng)絡(luò)層次復(fù)雜、設(shè)備種類繁雜問題得到解決，使各類業(yè)務(wù)得到靈活處理的同時，確保5G業(yè)務(wù)能夠得到高效、經(jīng)濟開展。

2 面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載思路

2.1 組網(wǎng)架構(gòu)

從5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上來看，包含接入云、控制云和轉(zhuǎn)發(fā)云三層邏輯。其中，接入云需要實現(xiàn)靈活無線組網(wǎng)，為多種場景部署提供支持，保證資源得到協(xié)調(diào)接入，并實現(xiàn)資源承載分離。而控制云需要體現(xiàn)智能開放的特點，通過實現(xiàn)集中化網(wǎng)絡(luò)控制和實現(xiàn)網(wǎng)元功能虛擬化取得理想成效。轉(zhuǎn)發(fā)云可以實現(xiàn)近基站轉(zhuǎn)發(fā)，保持一定業(yè)務(wù)能力。對5G邏輯架構(gòu)進行剖析，可以發(fā)現(xiàn)在業(yè)務(wù)承載方面還要形成AAU/DU/CU三級結(jié)構(gòu)。其中，AAU實現(xiàn)有源天線處理，DU實現(xiàn)物理層功能，確保網(wǎng)絡(luò)傳送實時性需求得到滿足，CU還應(yīng)發(fā)揮無線高層協(xié)議棧功能，為核心網(wǎng)業(yè)務(wù)下沉提供支持。采用OTN進行組網(wǎng)，可以采用以太網(wǎng)/多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù)實現(xiàn)接入層的節(jié)點布置。在物理層功能實現(xiàn)上，為滿足日常通信和設(shè)備維護需求，還要在匯聚通信機房中進行交換設(shè)備安裝，然后采用光纖/波長、OTN鏈路等策略實現(xiàn)節(jié)點設(shè)備連接。按照部署策略，可以將OTN承載設(shè)備劃分為三類，分別為接入設(shè)備、匯聚設(shè)備和核心設(shè)備。接入設(shè)備可以實現(xiàn)透傳式或分組式接入，匯聚設(shè)備布置在城域網(wǎng)邊緣作為連接節(jié)點。在節(jié)點100-200G間實現(xiàn)波分多路復(fù)用WDM/OTN下沉，可以使設(shè)備獲得0.5-1Tbit/s交換容量，用于對綜合業(yè)務(wù)進行承載。為避免組網(wǎng)功能受復(fù)雜結(jié)構(gòu)、通信距離等因素影響，可以采用WDM技術(shù)實現(xiàn)匯聚設(shè)備的布置，最后結(jié)合業(yè)務(wù)需求差異實現(xiàn)接入層節(jié)點設(shè)備部署。

2.2 承載技術(shù)

2.2.1 前傳技術(shù)

在利用OTN網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)5G業(yè)務(wù)傳輸時，在AAU和DU之間需要實現(xiàn)前傳?，F(xiàn)階段，主要采用C-RAN結(jié)構(gòu)，即利用裸光纖實現(xiàn)設(shè)備直聯(lián)，能夠輕松實現(xiàn)信息傳送，但將造成大量光纖資源被消耗。實際在建設(shè)5G承載網(wǎng)過程中，初期每個5G基站就需要3個Cell，需要至少配置三根雙向單纖。隨著業(yè)務(wù)規(guī)模的擴大，光纖資源需求量不斷提升，同時考慮4G和5G共站問題，需要配置4G尾纖，導(dǎo)致大量資源的浪費，使業(yè)務(wù)傳送承擔(dān)過高費用。采用WDM技術(shù)，能夠利用無源合分波器在一對光纖中實現(xiàn)多路波長復(fù)用，使光纖得到有效節(jié)省，并且無需額外布置電源，能夠降低網(wǎng)絡(luò)維護成本。但采用該技術(shù)需要配備彩光接口，利用無線設(shè)備為接口通信提供支持，在故障定位等方面存在困難，如果配備智能化裝置進行管理將造成管理成本增加，并給承載網(wǎng)運行的可靠性帶來不良影響。采用有源OTN進行組網(wǎng)，需要城域OTN/WDM進行部署，能夠利用WDM實現(xiàn)光纖資源共享，并利用OTN實現(xiàn)靈活組網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)運行和維護成本得到降低。結(jié)合業(yè)務(wù)規(guī)模采取不同組網(wǎng)方式，能夠在保證提供大帶寬的同時，獲得最高200G的單通道速率。無論采用4G還是5G通信方式進行前傳，都能夠采用該方案，因此建立的承載網(wǎng)可以實現(xiàn)多業(yè)務(wù)承載，保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃浴，F(xiàn)階段OTN建設(shè)成本依然較高，在工藝技術(shù)不斷成熟的情況下未來能夠引進插拔光模塊等降低成本。在承載網(wǎng)前傳方面，也可以采用光源集中無源DWDM方案，在AAU前實現(xiàn)光源集中布置，然后利用RRU等無源模塊實現(xiàn)直流光信號傳送。接受到未經(jīng)調(diào)制的信號后，返回光源集中節(jié)點實現(xiàn)業(yè)務(wù)上行發(fā)送，能夠降低網(wǎng)絡(luò)傳輸成本，但難以解決傳輸延時問題。此外，可以采用超低時延OTN技術(shù)，通過對非必要功能模塊進行優(yōu)化，同時減少FIFO緩存，能夠使時延得到降低。運用該技術(shù)，可以對OTN成幀結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，并實現(xiàn)映射封裝形式的改進，但有關(guān)技術(shù)也將受到運行成本控制。因此比較幾種前傳技術(shù)可知，還要結(jié)合區(qū)域光纖資源情況、承載網(wǎng)建設(shè)成本要求等各方面因素進行合適方案選擇，從而使5G業(yè)務(wù)傳送需求得到滿足。

2.2.2 中傳技術(shù)

采用中傳技術(shù)，需要滿足CU和DU之間的信息傳送需求。實際運用該技術(shù)，需要認(rèn)識到各站點擁有不同分布單元容量，還要確保傳送站點波長速率與之匹配。此外，還應(yīng)考慮5G業(yè)務(wù)規(guī)模不斷擴大問題，結(jié)合業(yè)務(wù)擴展需求做好冗余配備，確保站點在實現(xiàn)容量升級時不會給其他站點數(shù)據(jù)傳送帶來影響。使OTN具備E-OTN功能，能夠使單元站點得到集中布置，通過實現(xiàn)資源匯聚進行信息靈活轉(zhuǎn)發(fā)。在分布式站點，使各單元信息得到收斂，能夠保證信息得到可靠傳送。在各單元業(yè)務(wù)量較小時，配備光數(shù)字單元可以保證速率靈活，通過加強子波長關(guān)聯(lián)組合構(gòu)成分組環(huán)。通過對各站點業(yè)務(wù)進行統(tǒng)計復(fù)用，能夠使帶寬得到高效利用。在各單元擁有較大業(yè)務(wù)量時，通過光層中間站實現(xiàn)子波長傳送，確保直達集中單元，能夠體現(xiàn)組網(wǎng)靈活性，同時使網(wǎng)絡(luò)傳輸延時得到降低。建設(shè)5G承載網(wǎng)，采用OTN技術(shù)需要使容量得到提高，通過減少資源損耗獲得更高傳輸效率。實現(xiàn)多個DU站點組合，通過中間站點交叉直達CU站點，然后實現(xiàn)業(yè)務(wù)靈活轉(zhuǎn)發(fā)，還要確保能夠提供低延時服務(wù)，以便使信息傳輸速率得到有效提高。為此，還要加強始終管理，確保各站點能夠維持時鐘同步，保持較高精度。提出時鐘優(yōu)化策略，對頻率和相位進行調(diào)節(jié)，應(yīng)確保誤差不超1T，繼而使5G業(yè)務(wù)傳送需求能夠得到切實滿足。

2.2.3 回傳技術(shù)

在OTN技術(shù)上實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)回傳設(shè)計，需要采用分組增強方案，引入無線接入網(wǎng)IP化技術(shù)實現(xiàn)OTN+IPRAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的建立，依靠FlexE技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片，并完成物理隔離，使網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性和靈活性得到增強[2]。在5G業(yè)務(wù)不斷發(fā)展過程中，對城域網(wǎng)流量進行承載，需要利用邊緣數(shù)字中心DC和網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)點到點PoP傳輸。在DC和PoP之間，需要利用回傳網(wǎng)實現(xiàn)業(yè)務(wù)承載，保證固移業(yè)務(wù)能夠借助數(shù)據(jù)中心點互聯(lián)網(wǎng)傳輸。采用OTN實現(xiàn)DC高速互聯(lián)，完成帶寬資源池的建設(shè)，能夠根據(jù)DC間流量進行帶寬調(diào)配。發(fā)揮集成分組功能，可以使業(yè)務(wù)得到快速匯聚和靈活轉(zhuǎn)發(fā)，并在節(jié)點間實現(xiàn)業(yè)務(wù)大容量傳輸。結(jié)合業(yè)務(wù)需求進行IP配置，對MPLS-TP光通路數(shù)據(jù)單元的ODUk通道進行利用，能夠使帶寬和延時需求得到滿足。完成網(wǎng)絡(luò)分層建構(gòu)，需要在匯聚層搭建環(huán)網(wǎng)，使線路側(cè)單波速率達到至少100G。在光分插復(fù)用器ROADM建構(gòu)上，需要利用4維mini，并實現(xiàn)10T電交叉。采用無線網(wǎng)絡(luò)Mesh進行核心層建構(gòu)，使用的ROADM需要達到9-20的維度。利用得到的智能平面實現(xiàn)端到端業(yè)務(wù)部署，并加強資源計算和動態(tài)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)備用路徑計算分配等功能，能夠使用戶獲得較好業(yè)務(wù)體驗。

3 結(jié)束語

在5G通信發(fā)展過程中，還要提出有效的業(yè)務(wù)承載組網(wǎng)方案，確保5G業(yè)務(wù)的大帶寬、高速率、低延時等傳送需求能夠得到滿足。實際在OTN承載技術(shù)選用階段，還應(yīng)認(rèn)識到不同技術(shù)的應(yīng)用帶有不同的特點，在確保不會因承載方案差異而導(dǎo)致服務(wù)效果不佳的情況下，可以結(jié)合區(qū)域5G業(yè)務(wù)開展需求進行方案的合理選擇，繼而使網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)得到科學(xué)運用。