對于中傳和回傳網(wǎng)絡,NSA、SA、專線、固定網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心互連都應得到支持,包括2G/3G/4G/5G無線服務、企業(yè)專線(FE/GE/10GE等)、固定網(wǎng)絡服務和數(shù)據(jù)中心互連等。中傳/回傳網(wǎng)絡的規(guī)??赡軓臄?shù)百個節(jié)點到非常大量的節(jié)點,大型中傳和回傳網(wǎng)絡需要支持分組/IP功能,并且支持網(wǎng)絡切片、與5G網(wǎng)絡的協(xié)同管控等。
5G承載技術方案分析:
目前中傳/回傳解決方案主要有3種技術路線:基于分組增強的光傳送網(wǎng)(OTN),基于靈活以太網(wǎng)(FlexE)的切片分組網(wǎng)絡(SPN)和IP RAN增強方案。
1.OTN方案
OTN方案即是在分組增強型OTN設備的基礎上進一步增強L3路由轉發(fā)和網(wǎng)絡切片管控功能,并簡化傳統(tǒng)OTN轉發(fā)路徑和管理的復雜度,降低設備成本、降低時延、實現(xiàn)帶寬靈活配置,滿足5G承載的靈活組網(wǎng)需求。
OTN的L3路由轉發(fā)增強方面,通過在設備的支路板卡和線路板卡的NP(Network Processor)實現(xiàn)L3功能,設備的主控板卡負責維護全網(wǎng)的路由尋址,分段路由(SR)、以太網(wǎng)虛擬專用網(wǎng)絡(EVPN)等新型路由和轉發(fā)技術得到了較多的關注。針對5G網(wǎng)絡端到端切片管理的需求,OTN傳送平面需支持在波長、ODU、VC這些硬管道上進行切片,也要支持在分組的軟管道上進行切片,并且與5G網(wǎng)絡實現(xiàn)管控協(xié)同,按需配置和調整。
針對OTN在5G前傳方面的應用場景,業(yè)界也在討論輕量級的OTN標準。簡化OTN的方法包括了對OTN幀結構進行優(yōu)化,線路側接口考慮采用n×25G/50G以引入低成本的光器件;改變檢錯和糾錯的機制,縮短緩存時間降低時延;在業(yè)務映射和時隙結構方面考慮兼容3G/4G前傳的CPRI,5G的eCPRI和NGFI,以及Small Cell的回傳等。
2.SPN方案
SPN方案是基于IP/MPLS(-TP)/SR、切片以太網(wǎng)(Slicing Ethernet)和波分復用技術的新一代端到端分層交換網(wǎng)絡,可分為L0物理層、L1鏈路層、L2和L3的分組轉發(fā)層。物理層基于WDM技術,鏈路層網(wǎng)絡則基于FlexE技術,通過把OIF規(guī)范的FlexE增強為端到端的通道層,即擴展時隙交叉及信道化操作、管理和維護(OAM)、保護等技術,支持了基于FlexE的端到端組網(wǎng),滿足網(wǎng)絡分片和低時延應用。分組轉發(fā)層采用SDN控制的SR-TP(MPLS-TP和SR結合)組網(wǎng),支持L3 VPN,滿足業(yè)務靈活調度要求。SPN方案在轉發(fā)層兼容PTN網(wǎng)絡的MPLS-TP技術,目標是支持現(xiàn)有PTN網(wǎng)絡向SPN的升級演進。在控制面采用IGP+SR機制,通過部署控制器實現(xiàn)統(tǒng)一分配所有網(wǎng)元的節(jié)點標識標簽。在雙向隧道創(chuàng)建上,SPN通過增加一層端到端業(yè)務標識標簽將2個單向路徑綁定成1個雙向隧道,以實現(xiàn)上、下行業(yè)務轉發(fā)的同路徑。在OAM功能實現(xiàn)上,SPN方案采用分層OAM架構,在分組傳送子層重用MPLS-TP的OAM機制,在切片網(wǎng)絡層采用擴展的FlexE通道OAM機制。在保護功能上,SPN方案采用多種保護機制疊加,IGP域內采用拓撲無關快速路由恢復、邊界節(jié)點故障采用端到端的路徑保護、業(yè)務終結節(jié)點采用快速重路由(VPN FRR)技術。
3.基于SR的IP RAN增強方案
基于SR的IP RAN增強方案,通過集中部署的控制器和轉發(fā)面的分布式控制協(xié)議實現(xiàn)更靈活的控制面功能。各網(wǎng)元間可配置自己的SR節(jié)點標簽和鄰接標簽,并通過BGP-LS上報給集中控制器,網(wǎng)元之間通過IGP-SR擴散路由信息。IP RAN方案在轉發(fā)面重用現(xiàn)有MPLS轉發(fā)機制,支持SR-TE隧道的建立。在OAM功能實現(xiàn)上,IP RAN方案支持基于BFD、LSP Ping和Traceroute的連通性檢測、故障定位和路徑查詢機制。在保護功能上,現(xiàn)有的IP RAN方案支持IGP域內的拓撲無關快速路由恢復(TI-LFA)保護和基于L3 VPN業(yè)務的端到端保護方案。近期IP RAN方案也在開發(fā)支持OIF標準規(guī)范的FlexE接口,以適應5G網(wǎng)絡切片的發(fā)展需求。
5G承載的幾種方案分別基于不同的技術進行演進,基于OTN的技術方案在其面向連接的傳輸特性基礎上增強二層和三層轉發(fā)功能,轉發(fā)功能性能、OAM、保護功能以及國際國內標準比較完善,但信號復用映射結構相對復雜,需要一些簡化和優(yōu)化;基于分組化的SPN和IP RAN技術方案本身具備相對完善的二層和三層功能,需要增強的是面向連接的傳輸特性,在轉發(fā)面、OAM和保護等方面標準化和產(chǎn)業(yè)化推進尚待努力。
標準進展
目前,多個國際國內標準化組織ITU-T、OIF、CPRI、IEEE、CCSA等在開展與5G承載相關的標準化工作。