面向5G業務的OTN承載思路探討

楊征　高欣

摘? 要：該課題對面向5G業務的OTN承載思路進行探討。首先對面向5G業務的OTN承載組網構架進行簡述，并對面向5G業務的OTN中傳和回傳承載策略進行介紹，采用E-OTN功能不僅實現微妙級時延和大帶寬的通信業務傳輸，而且能夠組網靈活匯聚和轉發。同時對面向5G業務的OTN承載關鍵技術進行分析，其中包含速率快成本低的傳輸能力、光電混合型調度、us級延時傳輸及轉發、面向5G業務的OTN承載的標準化、高精度的時鐘同步、光網絡和分組的結合，以適應未來5G通信網絡技術發展，滿足組網靈活性、低時延、帶寬大和系統容量高的通信需求。

關鍵詞：5G業務? OTN承載? 通信? 關鍵技術

中圖分類號：TN929.5 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）08（a）-0026-02

當前，第五代通信技術（5G技術）是已成為通信領域中最熱門的研究課題方向之一，5G通信網絡相對于4G網絡通信技術而言，其業務特征主要體現時延低、帶寬大以及海量通信等方面，因此需對承載網提出更高的要求，以提高組網靈活性、降低時延通信、增加帶寬需求和系統容量。光傳送網（Optical Transport Network，簡稱OTN）可實現成本低和傳輸速率的傳送能力、容量大的光電混合調度、微妙級時延和大帶寬的靈活配置等功能，能夠更大的符合社會發展的需求。因此，OTN技術如何能夠在5G通信領域中與其他技術相比中富有競爭性，已成為當前通信領域的研究重點。該課題將對面向5G業務的OTN承載思路進行了探討，其中包含面向5G業務的OTN承載組網構架簡述、OTN中傳和回傳承載策略、OTN承載關鍵技術的介紹和分析，目的在于以適應未來5G通信網絡技術發展，滿足組網靈活性、低時延、帶寬大和系統容量高的通信需求。

1? 面向5G業務的OTN承載組網構架簡述

面向5G業務的OTN承載組網構架中，系統考慮到日常通信網絡和系統設備的維護，最好將多協議標簽交換（IP/MPLS）網絡技術僅安裝在匯聚通信機房中。接入層節點利用以太網/多協議標簽交換傳送應用、光纖/波長、OTN鏈路等多種策略連接至匯聚機房相關設備上。利用部署策略的不同，5G技術的OTN承載設備可分接入、匯聚、核心3種類型的設備，其中接入設備又可以定義為分組式接入設備、透傳式接入設備。而匯聚設備是城域網地邊緣接點，匯聚通信機房對于各大運營商而言有重要的作用，應考慮將波分多路復用WDM/OTN下沉至節點100～200G間以滿足5G綜合業務的承載，通信設備的交換容量應達到0.5～1Tbit/s之間。同時，因通信網絡結構復雜、寬帶大以及通信距離等方面影響，可使用基于波分多路復用WDM技術的網絡匯聚層實現組網功能。考慮到業務因社會需求不同而存在偏差，因此接入層上的節點設備應按照需求進行部署。

2? 面向5G業務的OTN中傳和回傳承載策略

集中單元和分布單元間通常利用環網實現中傳，并使用基于WDM/OTN技術達到波長一跳中間點即可直達的目的，符合微妙級時延和大帶寬的需求，從而滿足5G不同業務的要求。考慮的站點不同其分布單元的容量也會有所不同，因此設置各個傳送站點的波長速率以匹配分布單元容量的要求，同時考慮到未來業務的擴展，每個傳送站點備有冗余，且升級時不對其他的傳送站點造成影響。當OTN技術具有E-OTN功能時，在集中單元站點中具有匯聚及轉發更加靈活，在分布單元站點能將多個分布單元的信息實現匯聚和收斂。當分布單元業務數量較小的情況下，可采用靈活速率光數字單元的子波長相互關聯組合為分組環，多個站點的業務能夠統計復用，增強帶寬的使用率。當分布單元業務數量較大的情況下，可采用靈活速率光數字單元的子波長利用光層中間站點一跳直達集中單元的站點，實現延時低和組網靈活性的目的。

各個分布單元之間利用OTN技術相互聯，利用分布單元間的流量統計合理安排帶寬資源使用率。面向5G業務的回傳技術通過使用分組增強性的OTN技術來達到，不僅可以實現微妙級時延和大帶寬的通信業務傳輸，而且能夠組網靈活匯聚和轉發。考慮到回傳網結構的復雜性，OTN之間的節點應根據顆粒的大小采用基于光域和電域的混合調度方案實現網靈活性、降低時延通信、大帶寬的目的，并最大限度地降低系統功耗。網絡匯聚層一般采用環網，線路側波速可達0.1Tbit/s及以上，并使用四維的ROADM和容量10T的電交叉。網絡核心層一般采用Mesh網，線路側與上述相同，并使用九維至二十維之間的ROADM及高容量的電交叉。

3? 面向5G業務的OTN承載關鍵技術

（1）速率快成本低的傳輸能力。速率在0.1Tbit/s及以上的中遠距離網絡信號傳送以相干技術為主。同時，PAM4調制技術和DMT調制技術的光接口可作為功率損耗和成本降低，傳輸速率快地一種新型選擇。（2）采用光電混合型調度，實現組網靈活配置，增加寬帶利用率。在核心層和匯聚層中增加光電混合，從而能夠靈活調度光域和電域的業務，確保路徑多樣化，增加通信網絡的安全可靠性。（3）us級延時傳輸及轉發。OTN技術中自動整理內部資源、降低系統緩沖時間，優化時鐘頻率，從而實現us級延時傳輸及轉發，確保業務的需求發展。（4）面向5G業務的OTN承載的標準化。考慮到面向5G業務的OTN承載需求，制定OTN承載標準化能有效地提高運行速率、降低運營成本、組網靈活性，各大運營商共同提出了基于M-OTN的移動承載優化策略。（5）高精度的時鐘同步。OTN技術在調節頻率的同時對相位進行控制調節，保證兩個相鄰站點之間的同步誤差不高于1T。并利用優化時鐘同步融合策略、復幀定位觸發等方式改進時鐘同步精確度。（6）光網絡和分組的結合。OTN技術不僅能夠靈活地處理小顆粒的通信業務，而且能夠很好地傳輸大顆粒的通信業務，支持信息統一傳輸，有效的降低的設備復雜性和成本維護，符合5G通信業務的發展需求。

4? 結語

該課題對面向5G業務的OTN承載思路進行了探討。首先對面向5G業務的OTN承載組網構架進行簡述，將多協議標簽交換（IP/MPLS）網絡技術僅安裝在匯聚通信機房中。其次分別對面向5G業務的OTN中傳和回傳承載策略進行了介紹，采用E-OTN功能不僅實現微妙級時延和大帶寬的通信業務傳輸，而且能夠組網靈活匯聚和轉發。最后對面向5G業務的OTN承載關鍵技術進行分析，其中包含速率快成本低的傳輸能力、光電混合型調度、us級延時傳輸及轉發、面向5G業務的OTN承載的標準化、高精度的時鐘同步、光網絡和分組的結合，以適應5G通信網絡技術發展，滿足組網靈活性、低時延、帶寬大和系統容量高的通信需求。

參考文獻

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[3] 李俊杰，荊瑞泉，唐建軍.5G對承載網提出多種新要求OTN/WDM技術將是優異選擇[J].通信世界，2017（28）：46-48.