5G承載持續(xù)升溫ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化工作迎來新進展

中國信息通信研究院|徐云斌

隨著5G研究及試驗的逐步推進，5G承載技術(shù)成為業(yè)界新的關(guān)注熱點，ITU-T、3GPP、IEEE、CPRI等多個國際標(biāo)準(zhǔn)化組織或團體已開展5G承載標(biāo)準(zhǔn)化的研究，其中ITU-T SG15研究組主要開展5G承載的需求、架構(gòu)、管控、同步等方面的標(biāo)準(zhǔn)化研究。

ITU-T在2017年6月的ITU-T SG15全會上以研究課題GSTR-TN5G（Transport network support of IMT-2020/5G）的形式首先啟動了5G承載技術(shù)的研究。在2018年1月29日-2月9日召開的ITU-T SG15全會（以下簡稱全會）上，GSTR-TN5G研究報告的內(nèi)容達成了一致并獲得通過，全會同時成功立項1個標(biāo)準(zhǔn)和1個標(biāo)準(zhǔn)補充性文件。

GSTN-TN5G報告主要內(nèi)容

GSTN-TN5G研究報告在全會上討論通過，后續(xù)ITU-T將密切關(guān)注3GPP、NGMN、CPRI等組織的研究動向，繼續(xù)對該報告進行更新。GSTN-TN5G研究報告涵蓋了多方面的內(nèi)容。

第一，5G承載網(wǎng)架構(gòu)需求

GSTR-TN5G報告首先對3GPP NGRAN的架構(gòu)進行了分析。與4G網(wǎng)絡(luò)相比，3GPP RAN功能切分定了CU、DU兩級的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，CU采用集中部署的方式，采用通用的硬件架構(gòu)，面向非實時處理業(yè)務(wù)；DU主要面向空口，保障頻譜的效率，實現(xiàn)高實時的數(shù)字信號處理；RRU完成eCPRI封裝與帶寬收斂功能。3GPP RAN功能的劃分對承載網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)提出了新的需求。

第二，5G接口帶寬、距離、時延需求

GSTR-TN5G報告對5G接口的帶寬需求進行了分析；對5G承載網(wǎng)絡(luò)的F1/Fx/Xn/NG接口以及前傳、中傳和回傳網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求進行了分析，其中前傳網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求10Gbit/s～825Gbit/s，中傳網(wǎng)絡(luò)和回傳網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求為25Gbit/s～800Gbit/s。

在時延需求方面，5G承載網(wǎng)絡(luò)的單向時延需求為F1接口1.5～10ms，前傳網(wǎng)絡(luò)的時延小于100us，UE-CU（eMBB）端到端時延為4ms，UE-CU（uRLLC）的端到端時延要求為0.5ms。

在傳輸距離方面，GSTR-TN5G報告基于國內(nèi)外運營商的需求，給出了5G承載網(wǎng)絡(luò)距離要求，其中前傳網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離為1～20km，中傳網(wǎng)絡(luò)為20～40km，回傳網(wǎng)絡(luò)接入層為1～10km，匯聚層5～80km，核心層20～300km。

第三，5G承載網(wǎng)絡(luò)切片與管控要求

5G承載網(wǎng)絡(luò)需要支持多種業(yè)務(wù)的傳輸需求，包括5G業(yè)務(wù)、傳統(tǒng)2G/3G/4G業(yè)務(wù)以及接口業(yè)務(wù)、家寬業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)中心互聯(lián)業(yè)務(wù)等，各種業(yè)務(wù)的帶寬、時延、隔離需求等各不相同，5G承載網(wǎng)絡(luò)需要滿足不同的網(wǎng)絡(luò)切片需求。5G傳輸網(wǎng)絡(luò)分片需要支持硬隔離和軟隔離等方式。

● 軟管道隔離：采用ETH VLAN、MPLS隧道等隔離，提供路徑選擇、帶寬保障的區(qū)分和控制，實現(xiàn)統(tǒng)計復(fù)用，提高帶寬的利用率；

● 硬管道的隔離：采用時隙或者波長隔離等方式，提供時隙、抖動的嚴格保障和控制，以滿足5G網(wǎng)絡(luò)低時延和安全業(yè)務(wù)的要求。

3GPP要求管理系統(tǒng)能夠?qū)MBB、mMTC、uRLLC等不同類型的業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)分片，5G承載網(wǎng)管控系統(tǒng)需要配合3GPP管控系統(tǒng)，并基于端到端的切片管理系統(tǒng)的請求實現(xiàn)以下的管控功能：

● 提供拓撲、容量、業(yè)務(wù)類型、網(wǎng)絡(luò)能力等傳輸網(wǎng)絡(luò)信息；

● 配合完成傳輸網(wǎng)絡(luò)的切片創(chuàng)建、刪除和調(diào)整操作；

● 配置并激活故障監(jiān)控和性能監(jiān)控，上報性能和告警數(shù)據(jù)信息。

第四，5G承載同步要求

5G同步要求來源于TDD基礎(chǔ)業(yè)務(wù)要求以及一些增強型的要求，GSTR-TN5G參考ITU-T G.8271.1的要求，對TDD制式基礎(chǔ)業(yè)務(wù)要求時間在±1.5us內(nèi)，頻率在±0.05ppm內(nèi)，CoMP等增強特性要求＜260ns。

全會主要討論內(nèi)容

本次ITU-T全會除了通過GSTRTN5G報告以外，還重點對由中國運營商提出的SPN和M-OTN兩種方案以及圍繞這兩種方案的來自中國方面的諸多文稿進行了詳盡討論和分析。

基于會議討論分析后，本次會議同意立項兩個項目開展5G承載標(biāo)準(zhǔn)化工作：

1.標(biāo)準(zhǔn)性補充文件G.supp.5gotn:Application of OTN to 5G Transport，

2.標(biāo)準(zhǔn)G.ctn5g: Characteristics of transport networks to support IMT-2020/5G。

ITU-T下一步工作重點

ITU-T SG15后續(xù)開展IMT-2020/5G承載標(biāo)準(zhǔn)工作的重點包括五大方面。

1.2018年10月全會完成GSTR-TN5G報告更新，密切關(guān)注3GPP、NGMN、CPRI等組織的研究動向。

2.SG15 Q10課題組評估現(xiàn)有分組傳送網(wǎng)技術(shù)（如MPLS-TP、電信級以太網(wǎng)）如何支持IMT-2020/5G業(yè)務(wù)，在分組傳送網(wǎng)支持IMT-2020/5G方面負責(zé)對本次全會建議的兩個工作項目的需求進行評估。

3.SG15 Q11課題組在現(xiàn)有的研究范圍內(nèi)，確定在同一網(wǎng)絡(luò)中支持IMT-2020/5G以及其它業(yè)務(wù)的傳送網(wǎng)的候選網(wǎng)絡(luò)拓撲，對L0和L1層的旁路（或分/插）需求、候選的（數(shù)字）幀結(jié)構(gòu)和接口速率等進行評估。

4.SG15 Q12/Q14課題組主要負責(zé)網(wǎng)絡(luò)切片的內(nèi)容，重點是定義和細化支持3GPP管理系統(tǒng)的接口，包括用虛擬網(wǎng)絡(luò)VN支持5G網(wǎng)絡(luò)切片及如何映射到SDN控制器客戶層等內(nèi)容。

5.SG15 Q13課題主要負責(zé)進一步細化和支持IMT-2020/5G業(yè)務(wù)的同步需求。

小結(jié)

ITU-T 5G承載的標(biāo)準(zhǔn)化工作目前已取得一定進展，但相關(guān)工作還需要產(chǎn)業(yè)界整體進行進一步推動。

在5G承載方案方面，國內(nèi)不同運營商對承載方案具有不同需求，當(dāng)前國內(nèi)業(yè)界正在積極和ITU-T相關(guān)專家進行溝通。在5G承載網(wǎng)絡(luò)的管控方面，ITU-T傾向于首先分析當(dāng)前的控制架構(gòu)和信息模型是否滿足5G承載網(wǎng)絡(luò)的需求，然后再開展下一步的工作。預(yù)計后續(xù)經(jīng)過2018年6月以及10月全會的討論，ITU-T 5G承載的標(biāo)準(zhǔn)方案將會有明確的結(jié)論。