基于光傳送網的5G中傳與回傳承載技術的研究

劉春林，潘齊欣

(凱里學院，貴州 凱里 556011)

1 中傳與回傳承載網絡架構

核心層、匯聚層、接入層共同組成了城域光傳送網(Optical Transport Network，OTN)的網絡架構。城域光傳送網的網絡架構對5G中傳與回傳的承載需求是適合的，其中5G回傳網絡對應著核心層、匯聚層，5G中傳和前傳網絡則是對應著接入層。這些年，隨著將以太網、MPLS-TP等分組交換和處理技術引入光傳送網，并逐步演進到了分組增強型光傳送網，對5G IP化承載需求提供了很好的匹配[1]。

要能夠適應中傳與回傳在靈活組網方面的需求，就必須在MPLS-TP技術已經支持分組增強型光傳送網的基礎上，提升路由轉發(fā)的功能。根據業(yè)務要求在光通路數據單元上配置IP和MPLS-TP通道，光傳送網的節(jié)點之間就可以通過實現(xiàn)一跳直達從而保證5G業(yè)務的高帶寬和低時延需求。

2 中傳與回傳承載方案

通過以上分析，我們可以進一步把基于光傳送網的5G中傳與回傳承載方案細分為以下兩種組網方式。

(1)分組增強型光傳送網+IP無線接入網方案。

在中傳部分，該方案是運用提升路由轉發(fā)功能的分組增強型光傳送網設備來組建中傳網絡，根據需求中間的光傳送網設備可設置為光通路數據單元穿通模式，這樣就能夠保證5G承載對低時延和高帶寬的需求。在回傳部分，則繼續(xù)使用現(xiàn)有的IP無線接入網承載架構，可分階段對營運商的網絡進行升級改造，實現(xiàn)平滑擴展。另外，為實現(xiàn)路由信息的交換，分組增強型光傳送網與IP無線接入網之間可采用BGP協(xié)議。

邏輯配置上，需結合云的承載需求，引入EPVN、VXLAN等協(xié)議，并通過SDN協(xié)同編排，實現(xiàn)全局路徑統(tǒng)籌、智能配置和調度。

IP無線接入網必須采用25GE、50GE、100GE等高速接口技術來滿足5G承載對大容量和網絡切片的承載需求，并采用靈活以太網等新型接口技術實現(xiàn)物理隔離，保證更好的承載質量[2]。

(2)端到端的分組增強型光傳送網方案。

要實現(xiàn)該方案，需要全程引入提升路由轉發(fā)功能的分組增強型光傳送網設備。與分組增強型分組光傳送網+IP無線接入網方案比較，該方案優(yōu)點是可以更好地發(fā)揮分組增強型光傳送網強大的組網能力和端到端的維護管理能力，端到端協(xié)同、全景智能、快速運營，構筑起可持續(xù)演進的5G光承載網絡，避免了分組增強型光傳送網與IP無線接入網的互聯(lián)互通和跨專業(yè)協(xié)調的問題。

3 網絡切片承載方案

網絡切片究其本質是對網絡資源的劃分，將網絡資源切分為多個虛擬網絡，對于光傳送網來說網絡切片承載能力是天然就具備的，獨立的光波長和光通路數據單元通道可以承載每一種5G網絡切片，并給予嚴格的業(yè)務隔離和服務質量保證。分組增強型光傳送網可以提供一層和二層的網絡切片承載方案來滿足到5G網絡切片的承載需求。

(1)一層網絡硬切片承載方案。

主要是運用ODUflex進行網絡資源劃分，是基于物理剛性管道的硬切片技術。目前有兩種劃分方法，一種方法是把不同的ODUflex帶寬按照通道標識進行劃分。另一種方法是根據物理端口劃分承載資源，這種方法需要標簽隔離處理物理端口對應的所有電層鏈路，好處是實現(xiàn)較簡單，不足是粒度較大[3]。

(2) 二層網絡軟切片承載方案。

該方案運用以太網的虛擬局域網ID或者MPLS-TP標簽來劃分隔離二層端口的帶寬資源，也就是邏輯上進行隔離，是基于統(tǒng)計復用的軟切片技術。不同的5G網絡切片承載于不同的邏輯通道，并運用QoS控制策略來解決不同網絡切片的帶寬、丟包率、時延等性能需求。

以上兩種方案在實際部署中，要根據5G不同網絡切片的功能需求來靈活選擇不同的承載方案，也可以使用混合硬/軟切片的方案，用硬切片方式來保證業(yè)務的低時延、安全隔離等需求，用軟切片方式支持業(yè)務的帶寬復用[3]。

為了實現(xiàn)對網絡資源的端到端快速配置和管理，提高網絡資源使用效率，提升業(yè)務開通效率和網絡維護效率，光傳送網的網絡切片承載方案還可以對軟件定義網絡的智能控制技術進行結合，并通過開放向上接口，運用虛擬傳送網業(yè)務向上層的5G網絡提供對光傳送網資源的管控功能。

4 結語

與4G相比，5G的服務重點是行業(yè)應用，未來的5G網絡將會讓營運商實現(xiàn)靈活的業(yè)務部署、定制化的路由、計費、安全策略，更快捷地為行業(yè)客戶提供各類業(yè)務需求。因此，基于光傳送網的5G中傳與回傳承載方案適合運營商對綜合業(yè)務承載的要求。從集中單元來看，一方面集中單元與分布單元之間超大帶寬、超低時延的連接被分組增強型光傳送網構建，支持接入快速信令，能有效、實時、高效及可靠地實現(xiàn)分組數據匯聚協(xié)議的處理。并且分組增強型光傳送網集成的波分復用能力可以實現(xiàn)城市之間的長距離傳輸，并可以根據用戶的動態(tài)需求適時增減傳輸鏈路的帶寬容量。另一方面，分組增強型光傳送網強大高效的幀處理能力可以得以釋放和發(fā)揮，通過專用硬件完成快速成幀、壓縮解壓和映射功能，分布單元傳輸連接中時延要求極其敏感的功能得以有效實現(xiàn)。