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5G先锋,承载先行--中兴通讯5G Flexhaul引领5G承载发

5G是一个万物互联、多场景融合的网络,它将促进垂直行业的数字化经济转型,是通信行业的重大变革。5G时代在带宽、时延、灵活连接、可靠性和SDN网络能力开放提出了更高的需求,当前承载网面临前所未有的挑战。这些新需求将使承载网络不断地进行技术升级和创新。

中兴通讯作为5G承载网解决方案的引领者,从2015年就开始积极跟踪和推进5G承载网络的标准与规范制定并进行关键技术的研究攻坚。针对5G的承载需求,中兴通讯创新地提出了5G Flexhaul解决方案,实现了面向5G前传、中传和回传业务提供端到端的统一传输:

1)支持扁平化网络架构,基于FlexE技术实现多波长、多链路的带宽绑定扩展组网容量,极大地增强了带宽的灵活扩展性,降低了初期建网的成本。

2)采用创新的FlexE channel技术将FlexE从接口级扩展到网络级技术,满足5G低时延和网络分片的需求。

3)采用基于SDN的SR源路由技术和EVPN技术,形成高效和统一的控制面实现了极简网络的部署,以应对5G核心网、基站云化带来的泛在灵活连接需求,满足L3下沉到基站带来的Mesh组网要求。

4)支持承载转发面、控制面和管理面的分片,通过与无线和核心网分片网络的协同,提供端到端5G的分片解决方案,满足5G垂直行业应用的多场景、多租户的应用需求.

5) 创新的3A时间同步技术支持超高精度时间同步,满足5G基站的新型空口、站间协作和基站定位服务的应用需求。

FlexE channel技术 -- 灵活带宽,超低时延

FlexE技术解耦合了业务带宽和物理接口带宽,通过端口捆绑和时隙交叉技术轻松实现业务带宽25G->50G->100G->200G->400G->xT的逐步演进,使得设备架构不变、带宽任意扩展。

中兴通讯创新地将FlexE标准从接口级技术扩展为网络级技术,基于物理层时隙交叉实现FlexE交换和端到端的FlexE channel。FlexE交换避免了传统分组设备对于客户业务报文逐跳进行MAC层和MPLS层解析的过程,单跳设备转发时延从数十?s减小到小于1?s,为承载超低时延业务奠定了基础。由于中间节点无需解析业务报文,端到端的FlexE channel形成了严格物理层业务隔离的刚性管道。另外,基于FlexE channel技术的保护倒换能做到1ms以内,把电信级保护提升到了工业控制级。

图1. 物理层隔离的FlexE channel

SR & EVPN技术—简化网络,灵活连接

5G移动回传采用了扁平化IP架构,RAN和核心网功能虚拟化、业务锚点分布式部署、L3功能下沉等导致了业务流向趋于复杂,需要引入新的技术来满足泛在连接的需求。

分段路由(Segment Routing)技术对现有MPLS技术进行了高效简化,同时完全兼容目前的MPLS网络,支持现有MPLS网络向SDN的平滑演进,可轻松创建和管理百万级别的连接,有效解决5G承载泛在连接的需求。

EVPN(Ethernet Virtual Private Network)原是一种能替代传统VPLS(Virtual Private LAN Service)提供L2VPN业务的技术。随着EVPN的进一步发展,它还扩展实现了L3VPN功能,这样在业务层面,采用EVPN技术可以实现集成的L2/L3服务。

5G Flexhaul采用基于SR和EVPN的架构:SR在网络层简化了协议,实现了网络层协议的归一;同时,EVPN在业务层也将L2VPN和L3VPN进行了有机的融合,实现方案统一。这样不但解决了之前网络面临的扩展性、灵活性和易用性的问题,高效和统一的控制面实现了极简网络的部署。同时两者都可兼容已有的MPLS网络,并能与SDN实现无缝融合,是5G承载大连接的有效解决方案。

基于SR和EVPN的网络架构

图2. 基于SR和EVPN的网络架构

网络切片技术—网络灵活重构,一网多用

网络切片技术可以在一个硬件基础设施中切分出多个虚拟的网络,每个网络切片在转发面、控制面、管理面上实现逻辑隔离,适配各种类型服务并满足用户的不同需求。每一个网络切片的带宽、服务质量、安全性等专属资源都可以得到充分保证。由于切片之间相互隔离,一个切片的故障不会影响到其他切片的通信。

中兴通讯在业界首个向ITU-T提出了承载网网络切片的创新提案,系统全面的阐述了网络切片的模型以及基于SDN的层次化控制面架构。从整体架构上分为客户租户层、业务层、虚拟网络层、物理网络层。如图3所示。虚拟网络(vNet)具有独立的管理面、控制面和转发面,各虚拟网络(vNet)之上可以独立支持各种业务。业务对实际物理网络并不感知,实现了业务与物理网络资源的解耦。进一步,通过虚拟网络的递归切片可以支持虚拟运营商、子运营商的运营,以及网络二级租赁等业务。

承载网网络切片架构

图 3. 承载网网络切片架构

中兴通讯还支持基于自有技术FlexE channel的网络切片,可对不同业务实现端到端子信道隔离,为5G承载网络切片提供最佳转发面支撑。

另外,中兴通讯也提出了通过基于SDN/NFV架构的编排器实现RAN、核心网、承载网三者之间的协同的方案,实现端到端切片进而满足5G业务的差异化需求。

3A时间同步技术—超高精度同步,精准定位

5G网络对时钟精度有超高要求。5G inter-site CA和JT技术要求基站间同步时间差小于±130ns网络同步。5G短帧结构要求空口±390ns时间同步准度。物联网对时钟精度提出更高的要求,如室内定位要求定位基站空口间时间小于10ns。

中兴通讯提出创新的3A(Advanced clock source, Accurate time stamp, Agile algorithm)时间同步技术,同时提升时钟源和承载设备的同步精度,满足5G超高精度同步的需求。

中兴通讯基于共视技术的时间源实现了+/-10ns以内授时精度,可以为5G、室内定位、物联网等不同精度的应用提供完整的解决方案,为实现大规模的超高精度时间同步网络提供一种新的灵活组网方式。

对于承载设备,首先提升了入口时间戳的精度。目前多是在MAC层识别出同步帧头,从而记录时间戳信息。中兴通讯5G Flexhaul将时间戳下沉到接近物理层的地方,实现高精度的1588报文传递,避免了设备处理对时间精度的影响;其次优化了系统内时间分发机制,实现系统内时间自动测量、自动补偿,确保系统内各时间模块的精确同步。承载设备单节点可达<±5ns的时间同步精度,比现网标准提升了10倍,完全满足5G承载的需求。

随着5G无线标准研究的深入,5G承载的标准研究工作也在逐步展开。中兴通讯积极参与各标准组织推动5G承载标准的研究。2018年2月在ITU-T SG15全会上,中国移动、中国电信、中国联通、中兴通讯等多家中国企业和研究机构提交了多篇关于5G传送课题的提案,大会认为这些提案对5G传送技术的研究奠定了很好的基础,并一致通过 《支持IMT-2020/5G的 传送网特性(Characteristics of transport networks to support IMT-2020/5G》 (G.ctn5g)标准正式立项。 标志着ITU-T 在5G承载标准研究上迈出了关键的一步,也是中国企业推动5G承载标准研究的重大贡献。

目前中兴通讯全方位推进5G承载解决方案的落地与试点,与许多国际知名运营商开展了广泛的合作,充分展现了中兴通讯在5G承载的领先优势。

2017年8月,中兴通讯携手Telefonica集团在西班牙马德里完成5G承载第一期测试,完美验证了5G Flexhaul方案在CPRI/eCPRI统一承载,超低时延,快速倒换的优异性能。

2017年9月,中兴通讯成功通过中国移动5G承载SPN(Slicing Packet Network)原型设备实验第一阶段测试,各项测试指标均符合技术规范要求,特别是单节点转发时延小于0.5?s,为5G商用的加速提供有力技术支撑。

2017年12月,中兴通讯联合中科院国家授时中心率先完成基于卫星共视原理超高精度时间源测试,率先实现了+/-10ns以内授时精度。首次将卫星共视技术从天文导航领域引入到通讯行业。

2017年12月,中兴通讯率先完成中国移动研究院组织的高精度时钟测试,单点时间同步性能达到5ns以内。成为在高精度时钟领域又一里程碑事件。

2018年2月世界移动通信大会(MWC)期间,中兴通讯展示了业内领先的基于FlexE创新拓展技术,支持前传、中传和回传统一的承载方案5G Flexhaul,能完美满足5G承载网络分片需求,实现3G/4G/5G的统一组网,并现场进行了关键技术FlexE channel性能演示。结果显示,关键性能指标达到业界领先:端到端保护倒换时间小于1ms,单节点转发时延最低小于0.5?s。该结果展现了5G Flexhaul方案和产品的优异性能,完全能够满足5G不同类型业务差异化的承载需求和严格的性能挑战。

2018年3月11-15日,第43届美国光纤通讯展览会及研讨会(OFC)期间,中兴通讯受国际光互联组织OIF(Optical Interworking Forum)邀请参加了智能光网络的物理层互联互通演示( OIF PLL Interoperability Demo 2018)。此次演示标志着多厂家FlexE接口之间的互联互通获得突破性进展,引发业界普遍关注和赞誉。

2018年9月6日,第20届中国国际光电博览会(CIOE 2018)期间举办了“中国移动SPN开启5G承载新时代”高峰论坛。期间中国移动组织了包含中兴通讯在内的共5家业界领先的SPN设备和仪表厂家对SPN互联互通能力进行了现场业务演示。现场数据显示,基于FlexE的SE-XC业务单向转发时延指标大幅优于传统分组交换的时延,同时验证了基于FlexE的网络分片在同时承载多种业务时能够实现严格隔离,其带宽、时延、抖动等性能指标互不影响。

知名咨询公司GlobalData给予了中兴通讯5G Flexhaul高度评价,称其为5G提供了前传、中传、回传一体化承载和灵活的按需部署能力,巩固了中兴通讯在5G市场的地位。

中兴通讯目前已在全球多个国家进行了5G承载领域的探讨与合作,其中包括中国、西班牙、法国、意大利、日本、韩国、新加坡、澳大利亚等国家的标杆运营商。5G建设,承载先行,中兴通讯已经为此做好了充分的准备和业界共同推动5G承载技术的成熟和产业化进程,以满足5G网络2020正式商用的需求。

中兴通讯5G Flexhaul方案引入灵活架构和创新技术,为运营商提供有竞争力的高性价比解决方案。5G建设,承载先行,中兴通讯将以创新、实践、合作、共赢的理念拥抱5G时代!

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