G承载需求及方案探讨课件

5G承载需求及承载方案探讨2014NRCPRI

7.0

25G到2020年，第五代移动通信（5G）启动商用服务，高速、移动、安全、泛在的新一代信息基础设施基本建成。……我国成为5G标准和技术的全球引领者之一……——《2017-2020年5G发展规划》（工信部、发改委）2•

《中国制造2025》指出应全面突破第五代移动通信（5G）技术，推动核心信息通信设备体系化•

《“十三五”规划纲要》提出，要积极推进5G发展，2020年启动5G商用。•

《国家信息化发展战略纲要》提出了到2020年5G技术研发和标准取得突破性进展的战略目标。•

863计划和重大专项三相继启动5G研发项目，积极支持技术创新。•

2016年1月启动5G技术研发试验，由IMT-2020(5G)推进组负责组织实施。•

启动5GPPP、METIS等重大项目,研发经费超过42亿欧元。•

2016年9月欧盟委员会发布5G行动计划，将于2016年底确定5G首发频谱，2017年底规划全部5G频谱，2018年启动5G预商用试验，2020年底推动5G全面商用。•

率先明确10.85GHz的5G高频资源，成为全球首个正式规划5G频谱的国家。•

发布4亿美元“先进无线通信研究计划”,计划2017年启动5G试验,将建设四个城市级测试平台。•

发布5G国家战略，拟投入1.6万亿韩元（约合14.3亿美元）。•

计划2018年初平昌冬奥会期间由韩国电信(KT)开展5G预商用试验。3提升频谱效率，降低空口传输时延关注点：大规模天线、新型帧结构提升无线、核心网以及传输网的协同效率，满足网络发展和运维需求4G,5G和WLAN融合组网关注点：独立和非独立组网提升新业务的运营和部署效率关注点：网络切片4DU/CU合一，集中部署•5G

RAN网络将从4G/LTE

的BBU、RRU两级结构，演进到CU、DU和

AAU三级结构•根据业务需求和部署条件的不同5G

RAN三级架构实际部署形态多样化，存在多种场景5•核心网将形成两层云互联网络：（1）NewCore云互联；（2）及NewCore与MEC间云互联；（3）•固移融合，包括5G移动宽带、固定宽带在内的所有业务将在云上逐渐融合，业务融合驱动网络融合和云网协同。6①

大带宽：前传eCPRI25G，单基站（低频3Cell）业务带宽3~5G，中回传带宽超100G②

超低时延：eMBB业务4ms；uRLLC业务0.5ms；uRLLC业务前传时延要求20-30us③

高可靠：部分uRLLC业务要求99.999%可用性⑦

智能协同：RAN、核心网、承载网智能协同，满足高效运维和业务快④

高精度同步：协同7前传带宽5G低频基站：Sub6G/100MHz3cells、64T64R5G高频基站：Above6G/800MHz3cells、2T2RSE峰值25bit/hz，均值4bit/hzl均值取值Cell数量*单Cell均值；•对比4GLTE基站：峰值900Mbps，均值150Mbps83GPPTR38.9133GPPTR38.9133GPPTR22.891综合，URLLC可能更低•VR/AR：网络RTT时延<7ms，防眩晕门限20ms-传感器反应时间1ms-屏幕响应时间2ms-120fps刷新时间8ms-业务处理时间2ms•自动驾驶

：网络RTT时延5ms，分配到UE-CU为1ms，单向500us；1ms对应120km时速汽车移动3.33cm•智能制造：网络单向时延1ms（核心网到UE），端到端20ms–传感器处理时间5ms–机械手处理时间5ms–网络及业务处理时间8ms=2ms，上下行各1ms9Ø接入基站带宽：峰值5Gbps/均值3GbpsØ汇聚环配置：1个汇聚环带6个汇聚设备

；一对汇聚设备接6个接入环，带宽收敛比为6:1Ø核心设备配置：假设四台核心设备，共有12000个基站，折合42个汇聚环Ø假设业务全部进核心网Ø汇聚环上行带宽：Ø核心出口总带宽：6*6*26Gbps/6=156Gbps汇聚设备要求:Ø(12000/8)*26Gbps/6=6.5TbpsØ核心设备要求：Ø上行：2个50GE接口，能扩展到100GEØ下行：多个10GE接入下行接口：6*50GE或6*100GE上行接口：2*200GE/400GEØ下行端口：

42*200GE/400GEØ上行端口：9*400GE10时间同步要求（tbd）≤±1.5us•5G同步业务需求包括5GTDD基本业务同步需求和协同业务同步需求两部分：l5GTDD基本业务同步需求预计与4GTDD基本业务相当：1.5us（低频），500ns（高频）l同步精度主要取决于协同业务需求，5G的空口帧长度1ms比4G空口帧10ms小10倍，预计同步精度指标也会缩小，具体指标待研究•5G承载须支持时钟随业务一跳直达，减少中间节点处理，单节点时钟满足ns级精度(IEEE1588v2.1)11•

5G网络，基站数量增加、CU与DU分离部署、云化部署、eX2等，需要灵活、可扩展路由转发功能。•

5G网络，南北向流量为主，东西向流量有限；网络中无需类似普通IP网络，建立全mesh连接。•

5G网络，带宽、时延是核心竞争力，光层提升核心性能，增强路由转发功能满足灵活性需求。①

基本路由转发与动态路由协议：5G网络基站数量增加，IP地址数量随之增加，路由转发是解决大量设备跨地域互联最常用和成熟的方案。因此5G承载网络应当支2MEC/MCEMEC/MCEMEC/MCE持基本IP路由转发能力，具备常用路由协议OSPF/ISIS。②

动态路由与路由信息交换：CU/核心网云化，涉及动态迁移、动态扩容，eX2涉及东西向流量，承载网需要支持动态路由和路由信息交换协议BGP。③

保护与运维：基本保护协议FRR、基本运维功能PING/IPFPM等。DU12波长、ODUflex硬切片•三大类不同业务的切片•不同租户网络的切片硬切片或者L2/L3软切片13DUCU+DU综合业务接入点(CO)DU前传（AAU-DU）回传（CU-MEC/New

Core）Ø光纤直驱为主：CPRI、eCPRIØ有源/无源WDM承载：eCPRIØDWDM/OTN：环网为主ØDWDM/OTN/ROADM：环网、MeshØ光层波长直达（ROADM调度）Ø城区：光层波长直达（ROADM调度）Ø郊区：中间节点转发，带宽收敛（分组处理）ØCU所在承载设备须支持路由转发功能Ø超高精度时间同步技术：IEEE1588V2.1ØCWDM：点到点，25GNRZ/50GPAM4ØDWDM：点到点或环网，光层波长直达Ø超低时延OTN技术：单节点1us量级Ø支持路由转发功能：转发、动态路由、VPNØ未来回传网络与城域DCI网络逐渐融合Ø新型转发及控制技术：SR、EVPN14光交箱2BBU

PTN•5G初期（低频组网）：l单个基站：3个Cell，6根光纤（单纤单向）/3根光纤（但纤双向）l3G/4G/5G共站：所需光纤资源累加•5G成熟期（高频组网或低频增点）：增加更多的光纤资源15AAUAAU有源WDM/OTN方案的优势：Ø组网灵活：星型、链型、环型组网。Ø节约光纤：单纤双向或双纤双向，40波/80波。Ø节约成本：减少光模块数量。Ø大带宽传送：单通道10G/25G/50G/100G/200G。Ø多制式前传：同时支持CPRI、eCPRI，兼容4G和5G。Ø完善的OAM：LOS/LOF/BDI/BEI/AIS/FEC/PT/TTI/DM…Ø高精度同步：ns级别同步精度。Ø维护简单：无源OAD免维护。Ø彩光模块：封装和功耗做到白光模块水平。Ø设备管理：无线设备管理彩光模块。Ø多业务统一承载：移动宽带、固网宽带、高价值专线等。Ø无损传输：业务透传，硬管道隔离。Ø建议：采用时延优化的OTN封装，继承OTN维护手段。Ø安全可靠：光层保护或电层保护。共同的挑战：降低时延！16DMT:DiscreteMulti-TonePAM4:4-levelPulseAmplitudeModulationCFP/CFP2-DCO光模块17•

OTN将是5G前传承载的主流技术方案，满足URLLC业务需要对OTN设备时延性能进行•

OTN时延优化措施包括：•

针对5G前传场景，旁路芯片内不必要的功能模块和FIFO缓存，并对FIFO缓存的深度和资源调度进行了优化目标：单节点时延1us量级•

优化OTN成帧结构和映射封装方式（OTNlite）•

采用更大的支路时隙（TS），如5Gbit/s、25Gbit/s等18超低时延样机

25GE

平均时延

4.7us现网设备

10GE

平均时延约29usCPRI7

平均时延

6.5us中国电信-Microsemi超低时延OTN联合创新19l

5G的意义不仅仅是下一代无线通信技术，而是信息通信领域的一场革命l

5G承载网是5G网络和业务发展的关键因素之一l

大带宽：OTN/WDM提供最低成本、最高的传输带宽l

高精度同步：OTN天然支持时钟同步；时间同步支持IEEE1588协议及其演进，单向双向传输消除时延差l

灵活性：ROADM光层调度、ODUflex灵活切片、FlexO灵活接口、增强分组和路由转发功