對于中傳和回傳網絡,NSA、SA、專線、固定網絡和數據中心互連都應得到支持,包括2G/3G/4G/5G無線服務、企業專線(FE/GE/10GE等)、固定網絡服務和數據中心互連等。中傳/回傳網絡的規模可能從數百個節點到非常大量的節點,大型中傳和回傳網絡需要支持分組/IP功能,并且支持網絡切片、與5G網絡的協同管控等。
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(OTN),基于靈活以太網(FlexE)的切片分組網絡(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路由轉發和網絡切片管控功能,并簡化傳統OTN轉發路徑和管理的復雜度,降低設備成本、降低時延、實現帶寬靈活配置,滿足5G承載的靈活組網需求。
OTN的L3路由轉發增強方面,通過在設備的支路板卡和線路板卡的NP(Network Processor)實現L3功能,設備的主控板卡負責維護全網的路由尋址,分段路由(SR)、以太網虛擬專用網絡(EVPN)等新型路由和轉發技術得到了較多的關注。針對5G網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網絡實現管控協同,按需配置和調整。
針對OTN在5G前傳方面的應用場景,業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(Slicing Ethernet)和波分復用技術的新一代端到端分層交換網絡,可分為L0物理層、L1鏈路層、L2和L3的分組轉發層。物理層基于WDM技術,鏈路層網絡則基于FlexE技術,通過把OIF規范的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,滿足網絡分片和低時延應用。分組轉發層采用SDN控制的SR-TP(MPLS-TP和SR結合)組網,支持L3 VPN,滿足業務靈活調度要求。SPN方案在轉發層兼容PTN網絡的MPLS-TP技術,目標是支持現有PTN網絡向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統一分配所有網元的節點標識標簽。在雙向隧道創建上,SPN通過增加一層端到端業務標識標簽將2個單向路徑綁定成1個雙向隧道,以實現上、下行業務轉發的同路徑。在OAM功能實現上,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、邊界節點故障采用端到端的路徑保護、業務終結節點采用快速重路由(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面的分布式控制協議實現更靈活的控制面功能。各網元間可配置自己的SR節點標簽和鄰接標簽,并通過BGP-LS上報給集中控制器,網元之間通過IGP-SR擴散路由信息。IP RAN方案在轉發面重用現有MPLS轉發機制,支持SR-TE隧道的建立。在OAM功能實現上,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業務的端到端保護方案。近期IP RAN方案也在開發支持OIF標準規范的FlexE接口,以適應5G網絡切片的發展需求。
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功能,轉發功能性能、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,在轉發面、OAM和保護等方面標準化和產業化推進尚待努力。
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。