目前5G已成業(yè)界熱議話題，在即將到來的萬物互聯(lián)時(shí)代，5G是非常關(guān)鍵的技術(shù)。且5G相比4G，業(yè)務(wù)場景多種多樣，對5G承載網(wǎng)帶來巨大挑戰(zhàn)。5G傳輸，承載先行并不僅僅是一個(gè)口號。當(dāng)前5G承載網(wǎng)的部署時(shí)間已經(jīng)十分緊迫，中國移動作為創(chuàng)新推出SPN(切片分組網(wǎng))技術(shù)的運(yùn)營商，肩負(fù)著更重要的使用，因此中國移動正加班加點(diǎn)，只爭朝夕，不斷推動5G承載網(wǎng)的商用進(jìn)程。
日前，中國移動研究院蔡謙在接受移動Labs采訪時(shí)表示，在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)合作伙伴的通力協(xié)助下，SPN試點(diǎn)已經(jīng)具備網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，將于近期開始面向端到端的關(guān)鍵功能及技術(shù)驗(yàn)證，形成端到端網(wǎng)絡(luò)能力。2019年，將進(jìn)一步開展面向商用的規(guī)模試點(diǎn)測試。
中國移動研究院蔡謙
變革窗口，5G承載如何邁過四道坎
隨著4G網(wǎng)絡(luò)的成熟商用，移動寬帶正逐漸改變著人們的生活。與此同時(shí)，5G的腳步聲越來越近，5G標(biāo)準(zhǔn)制定和關(guān)鍵技術(shù)研究也逐步加速。5G之路，承載先行，承載網(wǎng)作為連接無線、核心網(wǎng)的端到端網(wǎng)絡(luò)，在5G商用之路上的重要性不言而喻。那么，5G承載網(wǎng)到底面臨哪些需求和挑戰(zhàn)呢?
| “帶寬是對5G網(wǎng)絡(luò)影響最大。”蔡謙對移動Labs表示，“LTE 4G基站空口帶寬20Mhz-60Mhz，5G NR基站帶寬將達(dá)到或超過100Mhz，5G帶寬的需求將是4G的十多倍，現(xiàn)網(wǎng)的速率體系將成為升級的瓶頸。由于運(yùn)營商的建網(wǎng)投資不可能隨著帶寬線性增長。因此，承載網(wǎng)需要提供高性價(jià)比的大帶寬能力，保持運(yùn)營商的平穩(wěn)投資。” |
相對于TD-LTE，長遠(yuǎn)來看5G三大業(yè)務(wù)場景對承載網(wǎng)有許多剛性要求。此外，由于設(shè)備面臨更新?lián)Q代，新技術(shù)涌現(xiàn)。業(yè)界普遍認(rèn)為5G承載技術(shù)變革窗口來臨 。然而從發(fā)展來看，一直有四大因素影響著5G傳輸網(wǎng)架構(gòu)。
- 5G RAN架構(gòu)變化對傳輸網(wǎng)架構(gòu)影造成很大影響，3GPP 5G RAN功能切分定義了CU、DU兩級架構(gòu)，導(dǎo)致5G階段站型多樣，不再主要是回傳，而是前傳、中傳、回傳網(wǎng)絡(luò)將并重，多業(yè)務(wù)支持。
- 5G CORE架構(gòu)變化對傳輸網(wǎng)架構(gòu)影造成很大影響， 5G網(wǎng)絡(luò)中UPF及MEC根據(jù)具體業(yè)務(wù)需求進(jìn)行靈活部署， MEC之間的流量需就近轉(zhuǎn)發(fā)，需要城域網(wǎng)L3功能下沉到匯聚層，甚至接入層，L3域增大，對組網(wǎng)造成很大影響。
- 5G網(wǎng)絡(luò)分片及垂直行業(yè)低時(shí)延業(yè)務(wù)要求對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)造成很大影響， 需要降低端到端的時(shí)延，要求每節(jié)點(diǎn)支持極低轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，需要既支持硬隔離，又支持軟隔離，實(shí)現(xiàn)軟硬切片。
- 5G基于SDN架構(gòu)，需要考慮引入控制器及Orchestrator， 需要通過標(biāo)準(zhǔn)接口及信息模型實(shí)現(xiàn)各層解耦，同時(shí)要考慮管控系統(tǒng)管理大三層網(wǎng)絡(luò)時(shí)的性能問題。
據(jù)蔡謙介紹，中國移動對5G業(yè)務(wù)需求以及技術(shù)發(fā)展做了深入的研究，對5G承載網(wǎng)提出了三個(gè)10倍的需求：容量提升10倍、性能提升10倍、每bit/s成本降低掃現(xiàn)在的1/10。為此，中國移動創(chuàng)新提出了切片分組網(wǎng)SPN，分別在物理層、鏈路層和轉(zhuǎn)發(fā)控制層采用創(chuàng)新技術(shù)，滿足包括5G業(yè)務(wù)在內(nèi)的綜合業(yè)務(wù)傳輸網(wǎng)絡(luò)需要。”
需求和技術(shù)共同推動5G傳輸重構(gòu)
“技術(shù)要推進(jìn)，首先要有需求驅(qū)動。”蔡謙指出，SPN的產(chǎn)生主要面對的是整個(gè)傳送網(wǎng)。5G與下一代傳送網(wǎng)的急切需求以及技術(shù)的發(fā)展共同推動5G傳輸重構(gòu)，也構(gòu)成了SPN的兩大驅(qū)動力。
從2016年開始，中國移動就已經(jīng)啟動相關(guān)技術(shù)研究，從需求到技術(shù)方案選擇，直至形成最終的決策，每一個(gè)環(huán)節(jié)都會經(jīng)過多輪的內(nèi)部討論、專業(yè)之間的PK。由于下一代傳輸網(wǎng)以5G承載為核心，兼顧家客、集客業(yè)務(wù)綜合承載，在中國移動看來SPN是打造未來統(tǒng)一高效綜合業(yè)務(wù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)選方案。
| “一方面，中國移動的4G傳輸網(wǎng)是基于PTN的，由于SPN基于以太網(wǎng)傳輸架構(gòu)，繼承了PTN傳輸方案的功能特性，并進(jìn)行增強(qiáng)和創(chuàng)新，滿足5G各種需求。”蔡謙指出，另一方面，SPN也非常吻合產(chǎn)業(yè)界發(fā)展情況。“SPN希望充分利用以太網(wǎng)生態(tài)鏈，在光層推動采用以太網(wǎng)化的光接口，在電層與通用電信級以太網(wǎng)應(yīng)用共享芯片，達(dá)到較高的性價(jià)比。” |
蔡謙表示，“SPN整個(gè)技術(shù)分為三層架構(gòu)，通過一種技術(shù)解決5G的六大挑戰(zhàn)，滿足各種新需求。切片傳送層STL可以實(shí)現(xiàn)切片物理層編解碼，采用高性價(jià)比25GE、50GE、 100GE 、200GE、400GE等大容量以太網(wǎng)接口，并支持彩光DWDM;切片通道層SCL實(shí)現(xiàn)切片以太網(wǎng)通道的組網(wǎng)處理，支持低時(shí)延轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)切片硬隔離等;切片分組層SPL則通過SR-TP、MPLS-TP實(shí)現(xiàn)分組數(shù)據(jù)的路由處理，支持靈活連接，滿足L2/L3 VPN， CBR業(yè)務(wù)要求。”
針對大三層問題，SPN引入SR-TP實(shí)現(xiàn)科管可控的L3隧道，構(gòu)建端到端L3的部署業(yè)務(wù)模型，并引入高性能集中管控L3控制平面;針對分片和極低時(shí)延業(yè)務(wù)，SPN引入FlexE接口及融合交換架構(gòu)。與此同時(shí)，SPN通過管控融合SDN平臺，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)元物理資源，如轉(zhuǎn)發(fā)、計(jì)算、存儲等資源，進(jìn)行邏輯抽象和虛擬化形成虛擬資源，并按需組織形成虛擬網(wǎng)絡(luò)，呈現(xiàn)“一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)、多種組網(wǎng)架構(gòu)”的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)。
蔡謙指出，SPN可以實(shí)現(xiàn)前傳、中傳、回傳統(tǒng)一承載。對于中傳/回傳方案，可采用同一張網(wǎng)統(tǒng)一承載中傳/回傳，滿足不同RAN側(cè)網(wǎng)元組合需要，通過FlexE通道支持端到端網(wǎng)絡(luò)硬切片;下沉L3功能至匯聚層甚至接入層;接入層引入50GE(BIDI)，核心匯聚層引入100G/200G彩光方案。在前傳中，蔡謙認(rèn)為對于接入光纖豐富的區(qū)域建議采用光纖直驅(qū)的方案承載，對于接入光纖缺乏、建設(shè)難度高的區(qū)域，可考慮采用前傳SPN彩光方案承載。
5G傳輸已就緒，SPN“朋友圈”日益壯大
網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型與5G，無論是在技術(shù)能力層面，還是在管理運(yùn)營模式層面，都給運(yùn)營商帶來了極大挑戰(zhàn)。中國移動在選擇合適自身網(wǎng)絡(luò)特性、發(fā)展規(guī)劃的技術(shù)SPN的同時(shí)，也積極參與引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈，聯(lián)合推動相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。
| “目前，SPN已形成國內(nèi)外廠家廣泛參與的良好產(chǎn)業(yè)形勢。中國移動已于近期實(shí)現(xiàn)SPN多廠家互通。”蔡謙指出，“在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)合作伙伴的通力協(xié)助下，SPN試點(diǎn)已經(jīng)具備網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，將于近期開始面向端到端的關(guān)鍵功能及技術(shù)驗(yàn)證，形成端到端網(wǎng)絡(luò)能力。2019年，將進(jìn)一步開展面向商用的規(guī)模試點(diǎn)測試。” |
“從2017年10月至2018年8月，中國移動完成SPN實(shí)驗(yàn)室測試環(huán)節(jié)。據(jù)蔡謙介紹，“實(shí)驗(yàn)室測試環(huán)節(jié)完成主要傳輸設(shè)備廠家——華為、中興、烽火SPN實(shí)驗(yàn)室測試，包括了5G回傳、前傳多類型SPN設(shè)備，其中前傳設(shè)備2類(客戶側(cè)設(shè)備和局端設(shè)備)，回傳設(shè)備3類(接入層、匯聚側(cè)和核心側(cè)設(shè)備)，共12款，近百臺SPN設(shè)備 。實(shí)驗(yàn)室測試內(nèi)容包括了SPN功能測試和SPN組網(wǎng)測試，覆蓋了SPN技術(shù)體制SPL層、SCL層和STL層的關(guān)鍵技術(shù)功能點(diǎn)，完成測試用例6大類，100多大項(xiàng) 。”
今年6月開始，SPN已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)測試轉(zhuǎn)向規(guī)模試驗(yàn)的測試。“從目前前期的測試來看，主要的廠商都滿足我們的要求，2018年Q4開始，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室測試會轉(zhuǎn)向SPN傳輸?shù)默F(xiàn)網(wǎng)城市，在廣州、杭州、上海、武漢、蘇州五大地市進(jìn)行測試。”
全球5G競賽已經(jīng)開始，各大通信運(yùn)營商都在努力爭取5G話語權(quán)，但要在短期內(nèi)從標(biāo)準(zhǔn)到實(shí)現(xiàn)商用絕非易事。在標(biāo)準(zhǔn)方面，中國移動在國際標(biāo)準(zhǔn)ITU-T、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CCSA、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)5G傳輸SPN，在ITU-T、CCSA立項(xiàng)SPN，并完成制定5G傳輸技術(shù)規(guī)范、測試規(guī)范。
但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。由于三大運(yùn)營商的4G承載網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀存在差異，因此5G承載的技術(shù)演進(jìn)路線會有所不同，技術(shù)方案選擇的決定因素需重點(diǎn)考慮網(wǎng)絡(luò)綜合成本和產(chǎn)業(yè)成熟度。蔡謙呼吁，中國的運(yùn)營商和企業(yè)應(yīng)該著眼大局，形成合力。
俗話說，朋友多了路好走，蔡謙表示，“中國移動5G傳輸已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，SPN即將開啟承載新時(shí)代。”實(shí)際上，這也可以從目前SPN日益壯大的朋友圈窺見一斑。
THE END
在芯片方面，華為、中興、烽火完成自有芯片研發(fā)，博通、Centec等發(fā)布SPN芯片。在模塊方面，多個(gè)國內(nèi)和國際廠商已經(jīng)推出大容量灰光、彩光模塊。在測試儀表方面，主流儀表廠家發(fā)布支持SPN測試儀表，思博倫、IXIA、VIAVI等支持SPN測試。中國移動SPN技術(shù)因其卓越的功能和性能贏得了業(yè)界的關(guān)注，多個(gè)國外運(yùn)營商和設(shè)備商對SPN表現(xiàn)出濃厚興趣。
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