邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)設(shè)備的構(gòu)建和部署問(wèn)題的研究

陳興秀 馬之力 劉春暉

摘 要：隨著5G網(wǎng)絡(luò)即將到來(lái)，各類以5G網(wǎng)絡(luò)承載的解決方案層出不窮，這些方案除了向我們分享了通信產(chǎn)業(yè)在5G網(wǎng)絡(luò)方面的最新技術(shù)進(jìn)展，還就傳輸邊緣計(jì)算（光網(wǎng)絡(luò)）在5G網(wǎng)絡(luò)中的承載作用發(fā)表了獨(dú)到見(jiàn)解。下面我就根據(jù)多年傳輸經(jīng)驗(yàn)談?wù)勎覍?duì)傳輸邊緣計(jì)算在5G網(wǎng)絡(luò)承載方面的運(yùn)用。

1 邊緣計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

邊緣計(jì)算作為5G時(shí)代傳送網(wǎng)的重要傳送層技術(shù)，可以有效兼容SDH和WDM。國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門在1998年明確規(guī)定了邊緣計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)概念和體系框架，隨著我國(guó)5G時(shí)代的快速發(fā)展，寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量不斷增多，必須要積極采用邊緣計(jì)算，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的傳送，在線路光層可以利用邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)，大顆粒數(shù)據(jù)交叉?zhèn)鬏?，并且與傳統(tǒng)播分系統(tǒng)保持一致。邊緣計(jì)算可以通過(guò)異步映射服用的方式，確?？鄯纸徊婕夹g(shù)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，而且也能夠滿足整個(gè)寬帶業(yè)務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展需求。

2 ?5G網(wǎng)絡(luò)承載與4G時(shí)代的不同

隨著第五代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定，讓產(chǎn)業(yè)界真正進(jìn)入到了收官階段。5G網(wǎng)絡(luò)的推行不僅僅只是無(wú)線側(cè)技術(shù)的更新?lián)Q代，還包括傳輸承載網(wǎng)在內(nèi)的很多技術(shù)方面問(wèn)題的挑戰(zhàn)，對(duì)5G承載的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于4G。5G承載網(wǎng)絡(luò)需要解決的問(wèn)題：

1、高帶寬/擴(kuò)展能，以解決5G暴增的流量;

2、低時(shí)延，用來(lái)支持諸如uRLLC（低時(shí)延高可靠）方面的業(yè)務(wù);

3、具有剛性切片層和網(wǎng)絡(luò)層，能夠?qū)Ω鞣N場(chǎng)景以及業(yè)務(wù)關(guān)系進(jìn)行垂直應(yīng)用;

4、可以確保時(shí)鐘的穿透性，增強(qiáng)整個(gè)時(shí)鐘的精確度，也能夠滿足高精度時(shí)間同步協(xié)議的各項(xiàng)設(shè)備指標(biāo);

5、高速率接口的對(duì)接，需要滿足5G射頻單元新的25GE/50GE接口;

6、低功耗，確保在容量倍增后設(shè)備功耗不急劇上升;

7、利用無(wú)線基帶處理的方式能夠?qū)?shù)數(shù)據(jù)設(shè)備進(jìn)行更新虛擬優(yōu)化確保服務(wù)器的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷得到有效控制;

8、盡可能的減少運(yùn)營(yíng)商開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)成本，提高運(yùn)營(yíng)商的總體收益。

3 邊緣計(jì)算可以滿足5G承載需求

5G作為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的新進(jìn)程，其對(duì)承載網(wǎng)有高帶寬、高性能、低延時(shí)和低成本的要求，而邊緣計(jì)算作為未來(lái)5G的承載網(wǎng)絡(luò)有著諸多優(yōu)勢(shì)。例如，由于邊緣計(jì)算的寬帶數(shù)據(jù)量非常大，能夠滿足5G時(shí)代的發(fā)展要求，而且自身的擴(kuò)展性也能夠不斷的增強(qiáng)邊緣計(jì)算的運(yùn)行效率，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，不僅穩(wěn)定而且延時(shí)很低，能夠快速的從光層直接跳到電層，解緩解了網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的問(wèn)題。邊緣計(jì)算自身還具有網(wǎng)絡(luò)切片、QOS保證、邊緣計(jì)算物理隔離等相關(guān)的配套技術(shù)。在時(shí)鐘同步方面也具備高精度時(shí)間傳達(dá)的效果，所以能夠提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的質(zhì)量非常適合5G發(fā)展的趨勢(shì)。

4 邊緣計(jì)算將作為5G網(wǎng)絡(luò)承載的新力軍

從目前幾大運(yùn)營(yíng)商的邊緣計(jì)算實(shí)際部署來(lái)看，40G的應(yīng)用前景并不樂(lè)觀。而從運(yùn)營(yíng)商及設(shè)備商（華為、中興、烽火等）的關(guān)注度來(lái)看，100G相對(duì)于40G無(wú)疑更受歡迎。

廣東移動(dòng)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)組建了6個(gè)100G的邊緣計(jì)算系統(tǒng)，包括廣州長(zhǎng)長(zhǎng)、深圳長(zhǎng)長(zhǎng)和珠東環(huán)系統(tǒng)各兩個(gè)。其中有三個(gè)利用烽火FONST6000系列的設(shè)備，另外三個(gè)則采用華為的OSN9800設(shè)備，隨著我國(guó)5G正式商用，廣東移動(dòng)通大規(guī)模干線層面的100G系統(tǒng)建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)全省全覆蓋。

華為100OSN9800設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)差分接收，sDQPSK目標(biāo)距離1200km+，平均DGD容限為5ps，正式商用時(shí)間在2010年第四季度。而烽火FONST5000調(diào)制碼型為PM-QPSK，目標(biāo)距離為16×22GBw/0DC 平均DGD絨線為30PS，2012年二季度正式商用。

新建100G網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)該直接建設(shè)DCM Free純相干網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)這樣的建設(shè)能夠減少網(wǎng)絡(luò)延遲，確保網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到有效優(yōu)化，而且也能夠降低生產(chǎn)成本。利用多業(yè)務(wù)承載的邊緣計(jì)算模式，可以實(shí)現(xiàn)小顆粒業(yè)務(wù)確保100G的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)接入。由于40G標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)比較滯后，這樣就造成網(wǎng)絡(luò)承載的方案，非常的復(fù)雜，而且相互之間不夠兼容，在40G部署的過(guò)程中，通過(guò)增加大規(guī)模的元器件，導(dǎo)致部署規(guī)模受到嚴(yán)重干擾，而在100G，曾在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過(guò)程中，通過(guò)各種標(biāo)準(zhǔn)組織的共同努力，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)承載方案之間的有效兼容，而且也可以擴(kuò)大100G的規(guī)?；渴?。目前我國(guó)大部分的路由器品牌所使用的40G鏈路主要以pos封裝技術(shù)為主，盡管其封裝體系非常完善，但是各個(gè)設(shè)備之間存在的交叉容量畢竟有限，而且線路測(cè)系統(tǒng)也不能通用，無(wú)法滿足市場(chǎng)化的發(fā)展需求，由于40G的80波系統(tǒng)，必須要適應(yīng)不同的方向全業(yè)務(wù)發(fā)展，導(dǎo)致邊緣計(jì)算設(shè)備自身的交叉能力無(wú)法滿足實(shí)際要求，對(duì)于大多數(shù)的設(shè)備供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，在40G的網(wǎng)絡(luò)部署下無(wú)法實(shí)現(xiàn)，尤其是在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商建設(shè)部署的過(guò)程中，由于40G自身只能夠滿足不同波長(zhǎng)級(jí)的調(diào)整，無(wú)法適應(yīng)全業(yè)務(wù)的發(fā)展。在設(shè)備集成散熱、功耗以及易操作方面還存在許多的問(wèn)題，這樣也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行存在不確定性。大多數(shù)的IP業(yè)務(wù)已經(jīng)從10Ge增長(zhǎng)至100Ge 。40G有無(wú)法滿足時(shí)代發(fā)展的要求，所以也被逐漸的淘汰，在今后100G的部署能夠被通信行業(yè)廣泛關(guān)注，隨著越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商對(duì)100G部署，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)通訊行業(yè)將會(huì)有大幅度的提升。

當(dāng)前通信行業(yè)的大部分主流元器件廠商已經(jīng)逐漸對(duì)100句的網(wǎng)絡(luò)部署提供支持，而且，在未來(lái)越來(lái)越多的行業(yè)專家，芯片廠商以及設(shè)備廠商等，都對(duì)100技術(shù)，非常的認(rèn)可與支持，隨著未來(lái)100G的快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈也會(huì)增加對(duì)100G的投入，這也能夠確保100G設(shè)備的成本大幅度降低，但隨著5G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，人們對(duì)5G的興趣更加的濃厚，未來(lái)100G建設(shè)部署的產(chǎn)業(yè)鏈也能夠不斷完善。

在4G網(wǎng)絡(luò)全面普及和5G網(wǎng)絡(luò)日益興起的今天，邊緣計(jì)算的大容量交叉能力以及靈活調(diào)度能力使其在全業(yè)務(wù)承載中占據(jù)了一席之地;10G 邊緣計(jì)算仍是目前光網(wǎng)絡(luò)承載方式的主流技術(shù)，而40G 邊緣計(jì)算只是一種過(guò)渡性技術(shù)。國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商越來(lái)越多地進(jìn)行100G系統(tǒng)試商用及現(xiàn)網(wǎng)部署，奠定了100G系統(tǒng)的主流承載地位。為了滿足日益增長(zhǎng)的IP業(yè)務(wù)承載需求，適應(yīng)傳送網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展趨勢(shì)，中國(guó)通信行業(yè)應(yīng)增加邊緣計(jì)算和100G技術(shù)的研發(fā)投入，加快邊緣計(jì)算和100G設(shè)備的研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)化和推廣應(yīng)用。相信在未來(lái)幾年邊緣計(jì)算和100G技術(shù)勢(shì)必會(huì)成為建設(shè)骨干網(wǎng)與城域核心網(wǎng)的必選項(xiàng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

雖然5G到2020年才會(huì)啟動(dòng)商用。但目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有13座城市開(kāi)始實(shí)驗(yàn)5G，5G已經(jīng)離我們不遠(yuǎn)了。5G傳送承載雖然很重要，但并非5G發(fā)展的瓶頸所在，以邊緣計(jì)算為基礎(chǔ)的承載技術(shù)是5G承載的最佳技術(shù)方案。特別是100G的邊緣計(jì)算已經(jīng)成熟，邊緣計(jì)算的進(jìn)步已經(jīng)能夠很好滿足5G發(fā)展需要。

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