面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載思路探討

楊征　高欣

摘? 要：該課題對(duì)面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載思路進(jìn)行探討。首先對(duì)面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載組網(wǎng)構(gòu)架進(jìn)行簡(jiǎn)述，并對(duì)面向5G業(yè)務(wù)的OTN中傳和回傳承載策略進(jìn)行介紹，采用E-OTN功能不僅實(shí)現(xiàn)微妙級(jí)時(shí)延和大帶寬的通信業(yè)務(wù)傳輸，而且能夠組網(wǎng)靈活匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)。同時(shí)對(duì)面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，其中包含速率快成本低的傳輸能力、光電混合型調(diào)度、us級(jí)延時(shí)傳輸及轉(zhuǎn)發(fā)、面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載的標(biāo)準(zhǔn)化、高精度的時(shí)鐘同步、光網(wǎng)絡(luò)和分組的結(jié)合，以適應(yīng)未來5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，滿足組網(wǎng)靈活性、低時(shí)延、帶寬大和系統(tǒng)容量高的通信需求。

關(guān)鍵詞：5G業(yè)務(wù)? OTN承載? 通信? 關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：TN929.5 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）08（a）-0026-02

當(dāng)前，第五代通信技術(shù)（5G技術(shù)）是已成為通信領(lǐng)域中最熱門的研究課題方向之一，5G通信網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)而言，其業(yè)務(wù)特征主要體現(xiàn)時(shí)延低、帶寬大以及海量通信等方面，因此需對(duì)承載網(wǎng)提出更高的要求，以提高組網(wǎng)靈活性、降低時(shí)延通信、增加帶寬需求和系統(tǒng)容量。光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，簡(jiǎn)稱OTN）可實(shí)現(xiàn)成本低和傳輸速率的傳送能力、容量大的光電混合調(diào)度、微妙級(jí)時(shí)延和大帶寬的靈活配置等功能，能夠更大的符合社會(huì)發(fā)展的需求。因此，OTN技術(shù)如何能夠在5G通信領(lǐng)域中與其他技術(shù)相比中富有競(jìng)爭(zhēng)性，已成為當(dāng)前通信領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。該課題將對(duì)面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載思路進(jìn)行了探討，其中包含面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載組網(wǎng)構(gòu)架簡(jiǎn)述、OTN中傳和回傳承載策略、OTN承載關(guān)鍵技術(shù)的介紹和分析，目的在于以適應(yīng)未來5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，滿足組網(wǎng)靈活性、低時(shí)延、帶寬大和系統(tǒng)容量高的通信需求。

1? 面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載組網(wǎng)構(gòu)架簡(jiǎn)述

面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載組網(wǎng)構(gòu)架中，系統(tǒng)考慮到日常通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)，最好將多協(xié)議標(biāo)簽交換（IP/MPLS）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)僅安裝在匯聚通信機(jī)房中。接入層節(jié)點(diǎn)利用以太網(wǎng)/多協(xié)議標(biāo)簽交換傳送應(yīng)用、光纖/波長(zhǎng)、OTN鏈路等多種策略連接至匯聚機(jī)房相關(guān)設(shè)備上。利用部署策略的不同，5G技術(shù)的OTN承載設(shè)備可分接入、匯聚、核心3種類型的設(shè)備，其中接入設(shè)備又可以定義為分組式接入設(shè)備、透?jìng)魇浇尤朐O(shè)備。而匯聚設(shè)備是城域網(wǎng)地邊緣接點(diǎn)，匯聚通信機(jī)房對(duì)于各大運(yùn)營(yíng)商而言有重要的作用，應(yīng)考慮將波分多路復(fù)用WDM/OTN下沉至節(jié)點(diǎn)100～200G間以滿足5G綜合業(yè)務(wù)的承載，通信設(shè)備的交換容量應(yīng)達(dá)到0.5～1Tbit/s之間。同時(shí)，因通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)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(fù)用WDM技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)匯聚層實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)功能?？紤]到業(yè)務(wù)因社會(huì)需求不同而存在偏差，因此接入層上的節(jié)點(diǎn)設(shè)備應(yīng)按照需求進(jìn)行部署。

2? 面向5G業(yè)務(wù)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(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)中傳，并使用基于WDM/OTN技術(shù)達(dá)到波長(zhǎng)一跳中間點(diǎn)即可直達(dá)的目的，符合微妙級(jí)時(shí)延和大帶寬的需求，從而滿足5G不同業(yè)務(wù)的要求?？紤]的站點(diǎn)不同其分布單元的容量也會(huì)有所不同，因此設(shè)置各個(gè)傳送站點(diǎn)的波長(zhǎng)速率以匹配分布單元容量的要求，同時(shí)考慮到未來業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，每個(gè)傳送站點(diǎn)備有冗余，且升級(jí)時(shí)不對(duì)其他的傳送站點(diǎn)造成影響。當(dāng)OTN技術(shù)具有E-OTN功能時(shí)，在集中單元站點(diǎn)中具有匯聚及轉(zhuǎn)發(fā)更加靈活，在分布單元站點(diǎn)能將多個(gè)分布單元的信息實(shí)現(xiàn)匯聚和收斂。當(dāng)分布單元業(yè)務(wù)數(shù)量較小的情況下，可采用靈活速率光數(shù)字單元的子波長(zhǎng)相互關(guān)聯(lián)組合為分組環(huán)，多個(gè)站點(diǎn)的業(yè)務(wù)能夠統(tǒng)計(jì)復(fù)用，增強(qiáng)帶寬的使用率。當(dāng)分布單元業(yè)務(wù)數(shù)量較大的情況下，可采用靈活速率光數(shù)字單元的子波長(zhǎng)利用光層中間站點(diǎn)一跳直達(dá)集中單元的站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)延時(shí)低和組網(wǎng)靈活性的目的。

各個(gè)分布單元之間利用OTN技術(shù)相互聯(lián)，利用分布單元間的流量統(tǒng)計(jì)合理安排帶寬資源使用率。面向5G業(yè)務(wù)的回傳技術(shù)通過使用分組增強(qiáng)性的OTN技術(shù)來達(dá)到，不僅可以實(shí)現(xiàn)微妙級(jí)時(shí)延和大帶寬的通信業(yè)務(wù)傳輸，而且能夠組網(wǎng)靈活匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)?？紤]到回傳網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，OTN之間的節(jié)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)顆粒的大小采用基于光域和電域的混合調(diào)度方案實(shí)現(xiàn)網(wǎng)靈活性、降低時(shí)延通信、大帶寬的目的，并最大限度地降低系統(tǒng)功耗。網(wǎng)絡(luò)匯聚層一般采用環(huán)網(wǎng)，線路側(cè)波速可達(dá)0.1Tbit/s及以上，并使用四維的ROADM和容量10T的電交叉。網(wǎng)絡(luò)核心層一般采用Mesh網(wǎng)，線路側(cè)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(yè)務(wù)的OTN承載關(guān)鍵技術(shù)

（1）速率快成本低的傳輸能力。速率在0.1Tbit/s及以上的中遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳送以相干技術(shù)為主。同時(shí)，PAM4調(diào)制技術(shù)和DMT調(diào)制技術(shù)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(diào)度，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)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(diào)度光域和電域的業(yè)務(wù)，確保路徑多樣化，增加通信網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。（3）us級(jí)延時(shí)傳輸及轉(zhuǎn)發(fā)。OTN技術(shù)中自動(dòng)整理內(nèi)部資源、降低系統(tǒng)緩沖時(shí)間，優(yōu)化時(shí)鐘頻率，從而實(shí)現(xiàn)us級(jí)延時(shí)傳輸及轉(zhuǎn)發(fā)，確保業(yè)務(wù)的需求發(fā)展。（4）面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載的標(biāo)準(zhǔn)化?？紤]到面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載需求，制定OTN承載標(biāo)準(zhǔn)化能有效地提高運(yùn)行速率、降低運(yùn)營(yíng)成本、組網(wǎng)靈活性，各大運(yùn)營(yíng)商共同提出了基于M-OTN的移動(dòng)承載優(yōu)化策略。（5）高精度的時(shí)鐘同步。OTN技術(shù)在調(diào)節(jié)頻率的同時(shí)對(duì)相位進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，保證兩個(gè)相鄰站點(diǎn)之間的同步誤差不高于1T。并利用優(yōu)化時(shí)鐘同步融合策略、復(fù)幀定位觸發(fā)等方式改進(jìn)時(shí)鐘同步精確度。（6）光網(wǎng)絡(luò)和分組的結(jié)合。OTN技術(shù)不僅能夠靈活地處理小顆粒的通信業(yè)務(wù)，而且能夠很好地傳輸大顆粒的通信業(yè)務(wù)，支持信息統(tǒng)一傳輸，有效的降低的設(shè)備復(fù)雜性和成本維護(hù)，符合5G通信業(yè)務(wù)的發(fā)展需求。

4? 結(jié)語

該課題對(duì)面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載思路進(jìn)行了探討。首先對(duì)面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載組網(wǎng)構(gòu)架進(jìn)行簡(jiǎn)述，將多協(xié)議標(biāo)簽交換（IP/MPLS）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)僅安裝在匯聚通信機(jī)房中。其次分別對(duì)面向5G業(yè)務(wù)的OTN中傳和回傳承載策略進(jìn)行了介紹，采用E-OTN功能不僅實(shí)現(xiàn)微妙級(jí)時(shí)延和大帶寬的通信業(yè)務(wù)傳輸，而且能夠組網(wǎng)靈活匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)。最后對(duì)面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，其中包含速率快成本低的傳輸能力、光電混合型調(diào)度、us級(jí)延時(shí)傳輸及轉(zhuǎn)發(fā)、面向5G業(yè)務(wù)的OTN承載的標(biāo)準(zhǔn)化、高精度的時(shí)鐘同步、光網(wǎng)絡(luò)和分組的結(jié)合，以適應(yīng)5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，滿足組網(wǎng)靈活性、低時(shí)延、帶寬大和系統(tǒng)容量高的通信需求。

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