5G 承載的标準化與進展
2.1 5G 承載的标準化進展
| 2.3 SPN 方案推進 |
2017 年 6 月,受中國多個成員機關文稿驅動,ITU-T SG15 正式啟動了 5G傳送需求和架構方面的研究工作,包括 5G 傳輸帶寬需求、5G 業務時延需求和時延名額配置設定、5G 傳輸網絡架構、傳送網支援 5G 切片、時間同步性能名額和配置設定、網絡 SDN 管控等多方面内容。中國移動聯合中國資訊通信研究院、華為技術有限公司、中興通訊股份有限公司和烽火科技集團等送出了 5G 傳送需求、SPN 技術方案架構等多篇文稿,推動 SG15 的第三工作組(WP3,WorkingProject 3)立項的技術報告《支援 IMT-2020/5G 的傳送網絡》。
2018 年 1 月的 ITU-T SG15 全會,重點對由中國營運商提出的 SPN 技術方案以及圍繞該方案的諸多文稿進行了詳細讨論和分析。經過積極有效的讨論,會議接受了由中國移動、科研機構、裝置制造商送出的衆多文稿提案。全會對5G 傳送技術報告《支援 IMT-2020/5G 的傳送網絡》的内容達成一緻,并釋出了第一版本;另外,新立項了《支援 IMT-2020/5G 的傳送網特性》(G.ctn5g)新标準項目,标志着 ITU-T 在 5G 傳送标準研究進入了新階段,中國移動和相關機關将繼續聯合推動 SPN 技術作為該标準的重要研究内容。
由于 SPN 是一項新技術,其得到國内外多廠家支援。會議讨論非常熱烈,中國移動的專家和國内其他機關的專家針對會議提出的争論焦點進行了詳細、準确的分析和完整的回答,消除和辨明了争論中的疑慮。這些問題将在今後的裝置開發中予以考慮和解決。
2.3.1 G.ctn5g 5G 傳送架構标準
G.ctn5g 5G 傳送架構标準計劃完成時間是 2019 年 7 月,研究範圍包括規範支援 5G 前傳、中傳和回傳的 5G 傳送需求、網絡架構、接口、OAM、同步和可靠性等傳送功能特性。項目的主要内容如下:
(1)研究 5G 前傳、中傳和回傳需求;
(2)研究 5G 傳送組網架構;
(3)研究支援 5G 網絡切片的傳送網方案;
(4)研究傳送網絡 OAM 功能要求;
(5)研究 5G 傳送網絡的頻率和時間同步;
(6)研究 5G 傳送網絡的可靠性技術。
2.3.2 G.mtn 城域傳送網接口标準
G.mtn 城域傳送網接口标準的立項時間是 2018 年 10 月,計劃完成時間是2020 年,其研究範圍包括規範城域傳送網新接口的段層和通道層,采用 50GE/100GE/200GE/400GE 可插拔以太網光子產品,支援 5G 前傳和回傳網絡。該标準的主要研究内容如下。
(1)通道層支援靈活連接配接、OAM(包括 CC/CV、DM/PM 和 SNCP)保護。
(2)幀格式将最大化重用靈活以太網(FlexE,Flex Ethernet)邏輯,支援 50GE/100GE/200GE/400GE 多端口綁定,使用有效的 IEEE 802.3 第 82 章的64B/66B 塊,并允許以與 FlexE 相同的方式使用較低層的以太網堆棧。
(3)支援任意 N×5 Gbit/s 客戶速率,支援對 FlexE 進行營運管理與維護(OAM,Operation Administration and Maintenance) 和 自 動 保 護 切 換(APS,Automatic Protection Switching)的必要擴充來支援網絡應用功能。
| 2.4 M-OTN 方案推進 |
在 2016 年 9 月的 ITU-T SG15 全會上,有些廠商提出在 Q11 小組内啟動使用 OTN 承載無線信号的研究,号召大家提出提案讨論這個話題。在随後的 Q11中間會議上,中興通訊等多家廠商提出了關于 OTN 承載 5G 信号的需求以及考慮,為了深入探讨這些需求以及解決方案,Q11 啟動了為期兩個月的通信活動來号召各廠商參與讨論,期間中興通訊股份有限公司輸出一篇提案,從應用場景、參考模型、業務類型、性能需求等方面描述了 OTN 承載 5G 所需要解決的問題。
在 2017 年 6 月 ITU-T SG15 全會上,越來越多的廠商參與到 5G 傳送的研究中,在 OTN 方向上,多個成員提出了組織一個關于 OTN 承載 5G 信号的項目。針對越來越多關于承載 5G 信号的提案,由于這些提案涉及 Q11、Q12、Q13 等多個研究小組,會上決定在 WP3 内協調這些工作,由 Q11 與 Q12 牽頭,收集5G 承載的需求,同時正式通過了《支援 IMT-2020/5G 的傳送網絡》技術報告的立項及 5G 傳送标準的研究計劃,将主要工作集中在《支援 IMT-2020/5G 的傳送網絡》報告的完善和表決上。《支援 IMT-2020/5G 的傳送網絡》報告表決後,會驅動針對解決方案的立項,是以,在此次會議上,關于解決方案的立項提議并未得到通過。盡管此次會議大部分提案是關于需求的,也有廠商提出了基于OTN 的 5G 前傳解決方案,在現有的靈活光傳送網(FlexO)基礎上進行優化,在 FlexO 中增加時隙,減少映射複用層次,優化 OTN 的 OAM 功能,進一步滿足 5G 前傳苛刻的需求。
在 2017 年 10 月的 ITU-T SG15 Q11&Q12 聯合會議上,中國電信等提出了 M-OTN 的概念以及基于 FlexO 技術的解決方案。在 5G 前傳場景下,為了降低延遲時間,隻需要一層的複用結構。業務信号首先映射進路徑中,路徑可以是靈活光資料單元(ODU,Optical Data Unit)、FlexO 時隙等,然後所有的路徑信号複用到通道中,通道可以是 OTU、FlexO 等。M-OTN 在未來會進一步擴充,不僅要滿足前傳低延遲時間需求,還會考慮如何滿足中傳以及回傳靈活組網的需求,需要考慮在增強 OTN 分組處理能力的基礎上,增強路由轉發功能。
2.4.1 G.sup.5gotn 增補檔案
G.sup.5gotn 增補檔案的計劃完成時間是 2019 年 7 月,其研究範圍包括OTN 在 5G 傳送中的應用,現有 OTN 技術在 5G 承載中的應用方式,滿足 5G承載需求。同時分析現有 OTN 技術在 5G 承載中存在的不足之處,為後續的标準化工作提供依據。該标準項目研究的主要内容如下。
(1) 5G 傳送網絡架構。
(2) OTN 支援的網絡切片。
(3) OTN 網絡的頻率和時間同步。
(4)支援 5G 的 OTN 網絡可靠性技術。
2.4.2 G.709.25-50 标準建議
G.709.25-50 标準建議的立項時間是 2018 年 10 月,完成時間為 2020 年。标準的研究範圍包括定義新的 25G 和 50G OTN 幀格式、映射和複用方式等内容,以便使用可插拔以太網子產品來降低裝置和網絡成本。這些接口将主要用于城域網,包括但不限于承載 5G、專線等業務。标準的主要内容如下。
(1) 25G 和 50G OTN 接口應用場景描述:5G 前傳、5G 回傳接入層和部分彙聚層幀格式的選擇:OTUk vs. FlexO。
(2) OAM 和 開 銷 選 擇:OTUk 段 層 開 銷 融 合 簡 化 現 有 OTU/HO ODU/FlexO 的開銷,ODU 層開銷保持不變。
| 2.5 G.metro 方案 |
2011 年,中國聯通首次在 ITU-T SG15 Q6 提出低成本城域 WDM 需求;DT、BT、AT&T 和軟銀等營運商根據自身網絡提出不同需求。2014 年 4 月,在ITU-T SG15 Q6 立項成功。2014—2018 年,經過多次中間會議和全會,包括中國聯通、AT&T、DT 等在内的 10 餘個國際上主流營運商以及業内主要裝置商和主流子產品供應商參與了标準細節的讨論,并提供需求、技術分析、測試及仿真結果等文稿數百篇。2018 年 2 月 9 日,在日内瓦舉行的 ITU-T SG15 全會上,中國聯通牽頭制定的 ITU-T G.698.4 标準(即 G.metro)正式通過,這标志着城域接入型 WDM 技術從标準逐漸走向實際應用,期望為 4G/5G 前傳網絡快速部署提供經濟合理和便于運維的方案。
G.metro 規範了基于 10 Gbit/s 波長速率下的 20 km WDM 系統的應用标準,采用單纖雙向和波長可調諧光子產品,支援 20 波和 40 波配置,主要面向 4G 前傳應用。計劃下一版本規範 25 Gbit/s 波長速率,主要面向 5G 前傳應用。
G.metro 的技術特征如下。
(1)高帶寬并可自适應适配:利用可調雷射器技術,可實作端口無關,波長自動适配;提供波長級連接配接,波道間獨立工作,端口可獨立更新。
(2)時延小:采用零層 WDM 透明技術,對業務信号完全透明的類光纖傳輸,減少了電層封裝和處理帶來的時延和抖動,滿足低延遲時間業務的傳送需求。
(3)業務對稱性好:G.698.4 标準采用單纖雙向透明傳輸,支援業務信号的對稱傳輸,可較好地支援移動前傳以及時間同步信号的對稱傳遞。
| 2.6 2019—2020 年 5G 傳送标準的推進工作計劃 |
2019—2020 年 5G 傳送标準的推進工作規劃見表 2.3。
