G承載需求及方案探討課件

5G承載需求及承載方案探討2014NRCPRI

7.0

25G到2020年，第五代移動(dòng)通信（5G）啟動(dòng)商用服務(wù)，高速、移動(dòng)、安全、泛在的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施基本建成?！覈?guó)成為5G標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的全球引領(lǐng)者之一……——《2017-2020年5G發(fā)展規(guī)劃》（工信部、發(fā)改委）2?

《中國(guó)制造2025》指出應(yīng)全面突破第五代移動(dòng)通信（5G）技術(shù)，推動(dòng)核心信息通信設(shè)備體系化?

《“十三五”規(guī)劃綱要》提出，要積極推進(jìn)5G發(fā)展，2020年啟動(dòng)5G商用。?

《國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》提出了到2020年5G技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)取得突破性進(jìn)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。?

863計(jì)劃和重大專項(xiàng)三相繼啟動(dòng)5G研發(fā)項(xiàng)目，積極支持技術(shù)創(chuàng)新。?

2016年1月啟動(dòng)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，由IMT-2020(5G)推進(jìn)組負(fù)責(zé)組織實(shí)施。?

啟動(dòng)5GPPP、METIS等重大項(xiàng)目,研發(fā)經(jīng)費(fèi)超過(guò)42億歐元。?

2016年9月歐盟委員會(huì)發(fā)布5G行動(dòng)計(jì)劃，將于2016年底確定5G首發(fā)頻譜，2017年底規(guī)劃全部5G頻譜，2018年啟動(dòng)5G預(yù)商用試驗(yàn)，2020年底推動(dòng)5G全面商用。?

率先明確10.85GHz的5G高頻資源，成為全球首個(gè)正式規(guī)劃5G頻譜的國(guó)家。?

發(fā)布4億美元“先進(jìn)無(wú)線通信研究計(jì)劃”,計(jì)劃2017年啟動(dòng)5G試驗(yàn),將建設(shè)四個(gè)城市級(jí)測(cè)試平臺(tái)。?

發(fā)布5G國(guó)家戰(zhàn)略，擬投入1.6萬(wàn)億韓元（約合14.3億美元）。?

計(jì)劃2018年初平昌冬奧會(huì)期間由韓國(guó)電信(KT)開(kāi)展5G預(yù)商用試驗(yàn)。3提升頻譜效率，降低空口傳輸時(shí)延關(guān)注點(diǎn)：大規(guī)模天線、新型幀結(jié)構(gòu)提升無(wú)線、核心網(wǎng)以及傳輸網(wǎng)的協(xié)同效率，滿足網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和運(yùn)維需求4G,5G和WLAN融合組網(wǎng)關(guān)注點(diǎn)：獨(dú)立和非獨(dú)立組網(wǎng)提升新業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)和部署效率關(guān)注點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)切片4DU/CU合一，集中部署?5G

RAN網(wǎng)絡(luò)將從4G/LTE

的BBU、RRU兩級(jí)結(jié)構(gòu)，演進(jìn)到CU、DU和

AAU三級(jí)結(jié)構(gòu)?根據(jù)業(yè)務(wù)需求和部署條件的不同5G

RAN三級(jí)架構(gòu)實(shí)際部署形態(tài)多樣化，存在多種場(chǎng)景5?核心網(wǎng)將形成兩層云互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)：（1）NewCore云互聯(lián)；（2）及NewCore與MEC間云互聯(lián)；（3）?固移融合，包括5G移動(dòng)寬帶、固定寬帶在內(nèi)的所有業(yè)務(wù)將在云上逐漸融合，業(yè)務(wù)融合驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)融合和云網(wǎng)協(xié)同。6①

大帶寬：前傳eCPRI25G，單基站（低頻3Cell）業(yè)務(wù)帶寬3~5G，中回傳帶寬超100G②

超低時(shí)延：eMBB業(yè)務(wù)4ms；uRLLC業(yè)務(wù)0.5ms；uRLLC業(yè)務(wù)前傳時(shí)延要求20-30us③

高可靠：部分uRLLC業(yè)務(wù)要求99.999%可用性⑦

智能協(xié)同：RAN、核心網(wǎng)、承載網(wǎng)智能協(xié)同，滿足高效運(yùn)維和業(yè)務(wù)快④

高精度同步：協(xié)同7前傳帶寬5G低頻基站：Sub6G/100MHz3cells、64T64R5G高頻基站：Above6G/800MHz3cells、2T2RSE峰值25bit/hz，均值4bit/hzl均值取值Cell數(shù)量*單Cell均值；?對(duì)比4GLTE基站：峰值900Mbps，均值150Mbps83GPPTR38.9133GPPTR38.9133GPPTR22.891綜合，URLLC可能更低?VR/AR：網(wǎng)絡(luò)RTT時(shí)延<7ms，防眩暈門(mén)限20ms-傳感器反應(yīng)時(shí)間1ms-屏幕響應(yīng)時(shí)間2ms-120fps刷新時(shí)間8ms-業(yè)務(wù)處理時(shí)間2ms?自動(dòng)駕駛

：網(wǎng)絡(luò)RTT時(shí)延5ms，分配到UE-CU為1ms，單向500us；1ms對(duì)應(yīng)120km時(shí)速汽車移動(dòng)3.33cm?智能制造：網(wǎng)絡(luò)單向時(shí)延1ms（核心網(wǎng)到UE），端到端20ms–傳感器處理時(shí)間5ms–機(jī)械手處理時(shí)間5ms–網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)處理時(shí)間8ms=2ms，上下行各1ms9?接入基站帶寬：峰值5Gbps/均值3Gbps?匯聚環(huán)配置：1個(gè)匯聚環(huán)帶6個(gè)匯聚設(shè)備

；一對(duì)匯聚設(shè)備接6個(gè)接入環(huán)，帶寬收斂比為6:1?核心設(shè)備配置：假設(shè)四臺(tái)核心設(shè)備，共有12000個(gè)基站，折合42個(gè)匯聚環(huán)?假設(shè)業(yè)務(wù)全部進(jìn)核心網(wǎng)?匯聚環(huán)上行帶寬：?核心出口總帶寬：6*6*26Gbps/6=156Gbps匯聚設(shè)備要求:?(12000/8)*26Gbps/6=6.5Tbps?核心設(shè)備要求：?上行：2個(gè)50GE接口，能擴(kuò)展到100GE?下行：多個(gè)10GE接入下行接口：6*50GE或6*100GE上行接口：2*200GE/400GE?下行端口：

42*200GE/400GE?上行端口：9*400GE10時(shí)間同步要求（tbd）≤±1.5us?5G同步業(yè)務(wù)需求包括5GTDD基本業(yè)務(wù)同步需求和協(xié)同業(yè)務(wù)同步需求兩部分：l5GTDD基本業(yè)務(wù)同步需求預(yù)計(jì)與4GTDD基本業(yè)務(wù)相當(dāng)：1.5us（低頻），500ns（高頻）l同步精度主要取決于協(xié)同業(yè)務(wù)需求，5G的空口幀長(zhǎng)度1ms比4G空口幀10ms小10倍，預(yù)計(jì)同步精度指標(biāo)也會(huì)縮小，具體指標(biāo)待研究?5G承載須支持時(shí)鐘隨業(yè)務(wù)一跳直達(dá)，減少中間節(jié)點(diǎn)處理，單節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘滿足ns級(jí)精度(IEEE1588v2.1)11?

5G網(wǎng)絡(luò)，基站數(shù)量增加、CU與DU分離部署、云化部署、eX2等，需要靈活、可擴(kuò)展路由轉(zhuǎn)發(fā)功能。?

5G網(wǎng)絡(luò)，南北向流量為主，東西向流量有限；網(wǎng)絡(luò)中無(wú)需類似普通IP網(wǎng)絡(luò)，建立全mesh連接。?

5G網(wǎng)絡(luò)，帶寬、時(shí)延是核心競(jìng)爭(zhēng)力，光層提升核心性能，增強(qiáng)路由轉(zhuǎn)發(fā)功能滿足靈活性需求。①

基本路由轉(zhuǎn)發(fā)與動(dòng)態(tài)路由協(xié)議：5G網(wǎng)絡(luò)基站數(shù)量增加，IP地址數(shù)量隨之增加，路由轉(zhuǎn)發(fā)是解決大量設(shè)備跨地域互聯(lián)最常用和成熟的方案。因此5G承載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)支2MEC/MCEMEC/MCEMEC/MCE持基本IP路由轉(zhuǎn)發(fā)能力，具備常用路由協(xié)議OSPF/ISIS。②

動(dòng)態(tài)路由與路由信息交換：CU/核心網(wǎng)云化，涉及動(dòng)態(tài)遷移、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，eX2涉及東西向流量，承載網(wǎng)需要支持動(dòng)態(tài)路由和路由信息交換協(xié)議BGP。③

保護(hù)與運(yùn)維：基本保護(hù)協(xié)議FRR、基本運(yùn)維功能PING/IPFPM等。DU12波長(zhǎng)、ODUflex硬切片?三大類不同業(yè)務(wù)的切片?不同租戶網(wǎng)絡(luò)的切片硬切片或者L2/L3軟切片13DUCU+DU綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)(CO)DU前傳（AAU-DU）回傳（CU-MEC/New

Core）?光纖直驅(qū)為主：CPRI、eCPRI?有源/無(wú)源WDM承載：eCPRI?DWDM/OTN：環(huán)網(wǎng)為主?DWDM/OTN/ROADM：環(huán)網(wǎng)、Mesh?光層波長(zhǎng)直達(dá)（ROADM調(diào)度）?城區(qū)：光層波長(zhǎng)直達(dá)（ROADM調(diào)度）?郊區(qū)：中間節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，帶寬收斂（分組處理）?CU所在承載設(shè)備須支持路由轉(zhuǎn)發(fā)功能?超高精度時(shí)間同步技術(shù)：IEEE1588V2.1?CWDM：點(diǎn)到點(diǎn)，25GNRZ/50GPAM4?DWDM：點(diǎn)到點(diǎn)或環(huán)網(wǎng)，光層波長(zhǎng)直達(dá)?超低時(shí)延OTN技術(shù)：?jiǎn)喂?jié)點(diǎn)1us量級(jí)?支持路由轉(zhuǎn)發(fā)功能：轉(zhuǎn)發(fā)、動(dòng)態(tài)路由、VPN?未來(lái)回傳網(wǎng)絡(luò)與城域DCI網(wǎng)絡(luò)逐漸融合?新型轉(zhuǎn)發(fā)及控制技術(shù)：SR、EVPN14光交箱2BBU

PTN?5G初期（低頻組網(wǎng)）：l單個(gè)基站：3個(gè)Cell，6根光纖（單纖單向）/3根光纖（但纖雙向）l3G/4G/5G共站：所需光纖資源累加?5G成熟期（高頻組網(wǎng)或低頻增點(diǎn)）：增加更多的光纖資源15AAUAAU有源WDM/OTN方案的優(yōu)勢(shì)：?組網(wǎng)靈活：星型、鏈型、環(huán)型組網(wǎng)。?節(jié)約光纖：?jiǎn)卫w雙向或雙纖雙向，40波/80波。?節(jié)約成本：減少光模塊數(shù)量。?大帶寬傳送：?jiǎn)瓮ǖ?0G/25G/50G/100G/200G。?多制式前傳：同時(shí)支持CPRI、eCPRI，兼容4G和5G。?完善的OAM：LOS/LOF/BDI/BEI/AIS/FEC/PT/TTI/DM…?高精度同步：ns級(jí)別同步精度。?維護(hù)簡(jiǎn)單：無(wú)源OAD免維護(hù)。?彩光模塊：封裝和功耗做到白光模塊水平。?設(shè)備管理：無(wú)線設(shè)備管理彩光模塊。?多業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載：移動(dòng)寬帶、固網(wǎng)寬帶、高價(jià)值專線等。?無(wú)損傳輸：業(yè)務(wù)透?jìng)鳎补艿栏綦x。?建議：采用時(shí)延優(yōu)化的OTN封裝，繼承OTN維護(hù)手段。?安全可靠：光層保護(hù)或電層保護(hù)。共同的挑戰(zhàn)：降低時(shí)延！16DMT:DiscreteMulti-TonePAM4:4-levelPulseAmplitudeModulationCFP/CFP2-DCO光模塊17?

OTN將是5G前傳承載的主流技術(shù)方案，滿足URLLC業(yè)務(wù)需要對(duì)OTN設(shè)備時(shí)延性能進(jìn)行?

OTN時(shí)延優(yōu)化措施包括：?

針對(duì)5G前傳場(chǎng)景，旁路芯片內(nèi)不必要的功能模塊和FIFO緩存，并對(duì)FIFO緩存的深度和資源調(diào)度進(jìn)行了優(yōu)化目標(biāo)：?jiǎn)喂?jié)點(diǎn)時(shí)延1us量級(jí)?

優(yōu)化OTN成幀結(jié)構(gòu)和映射封裝方式（OTNlite）?

采用更大的支路時(shí)隙（TS），如5Gbit/s、25Gbit/s等18超低時(shí)延樣機(jī)

25GE

平均時(shí)延

4.7us現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備

10GE

平均時(shí)延約29usCPRI7

平均時(shí)延

6.5us中國(guó)電信-Microsemi超低時(shí)延OTN聯(lián)合創(chuàng)新19l

5G的意義不僅僅是下一代無(wú)線通信技術(shù)，而是信息通信領(lǐng)域的一場(chǎng)革命l

5G承載網(wǎng)是5G網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一l

大帶寬：OTN/WDM提供最低成本、最高的傳輸帶寬l

高精度同步：OTN天然支持時(shí)鐘同步；時(shí)間同步支持IEEE1588協(xié)議及其演進(jìn)，單向雙向傳輸消除時(shí)延差l

靈活性：ROADM光層調(diào)度、ODUflex靈活切片、FlexO靈活接口、增強(qiáng)分組和路由轉(zhuǎn)發(fā)功