淺析面向5G業務的OTN承載思路

黃傳彬，張小龍，袁勇超，張宏亮

（三維通信股份有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

伴隨著5G技術的發展，各行各業陸陸續續開始進駐5G領域，促使5G業務規模不斷壯大。而面向5G業務，需要提供大帶寬、低時延的網絡通信服務，確保建立的信息傳送網能夠順利進行5G業務承載。OTN為光傳送網的英文縮寫，具有大帶寬和高容量的特點，能夠保持較高傳輸效率，使時延得到降低，能夠滿足5G業務開展需求。因此在5G業務發展過程中，還要加強OTN承載研究，通過提高高效、便利網絡服務滿足5G技術應用需求。

1 5G業務發展的OTN承載需求

發展5G業務，要求傳送網的帶寬得到顯著提升，確保業務能夠得到高速、低成本傳送。而OTN的發展日漸成熟，能夠實現多種客戶型號封裝和透明運輸，并實現大顆粒帶寬復用和交叉配置，獲得較強網絡開銷和維護管控能力[1]。在5G商用化背景下，采用OTN能夠對100G及以上速率信號進行中長距離傳送，運用離散多載波、脈沖幅度調制等技術獲得具有較高傳輸效率的光接口，降低網絡傳輸功耗，使通信成本得到有效控制。在城域網內開展5G業務，能夠利用OTN實現光電混合調度，聯合運用電交叉和光交叉技術提高網絡容量，使系統功耗得到降低，并取得多路徑通達效果。通過減少網絡層次，實現設備處理延時的縮短，能夠使網絡安全性得到有效提升。而通過實現光環送和分組融合，采用OTN能夠實現多重5G業務的統一傳送，使當前5G業務傳送網存在的網絡層次復雜、設備種類繁雜問題得到解決，使各類業務得到靈活處理的同時，確保5G業務能夠得到高效、經濟開展。

2 面向5G業務的OTN承載思路

2.1 組網架構

從5G網絡架構上來看，包含接入云、控制云和轉發云三層邏輯。其中，接入云需要實現靈活無線組網，為多種場景部署提供支持，保證資源得到協調接入，并實現資源承載分離。而控制云需要體現智能開放的特點，通過實現集中化網絡控制和實現網元功能虛擬化取得理想成效。轉發云可以實現近基站轉發，保持一定業務能力。對5G邏輯架構進行剖析，可以發現在業務承載方面還要形成AAU/DU/CU三級結構。其中，AAU實現有源天線處理，DU實現物理層功能，確保網絡傳送實時性需求得到滿足，CU還應發揮無線高層協議棧功能，為核心網業務下沉提供支持。采用OTN進行組網，可以采用以太網/多協議標簽交換技術實現接入層的節點布置。在物理層功能實現上，為滿足日常通信和設備維護需求，還要在匯聚通信機房中進行交換設備安裝，然后采用光纖/波長、OTN鏈路等策略實現節點設備連接。按照部署策略，可以將OTN承載設備劃分為三類，分別為接入設備、匯聚設備和核心設備。接入設備可以實現透傳式或分組式接入，匯聚設備布置在城域網邊緣作為連接節點。在節點100-200G間實現波分多路復用WDM/OTN下沉，可以使設備獲得0.5-1Tbit/s交換容量，用于對綜合業務進行承載。為避免組網功能受復雜結構、通信距離等因素影響，可以采用WDM技術實現匯聚設備的布置，最后結合業務需求差異實現接入層節點設備部署。

2.2 承載技術

2.2.1 前傳技術

在利用OTN網絡實現5G業務傳輸時，在AAU和DU之間需要實現前傳?，F階段，主要采用C-RAN結構，即利用裸光纖實現設備直聯，能夠輕松實現信息傳送，但將造成大量光纖資源被消耗。實際在建設5G承載網過程中，初期每個5G基站就需要3個Cell，需要至少配置三根雙向單纖。隨著業務規模的擴大，光纖資源需求量不斷提升，同時考慮4G和5G共站問題，需要配置4G尾纖，導致大量資源的浪費，使業務傳送承擔過高費用。采用WDM技術，能夠利用無源合分波器在一對光纖中實現多路波長復用，使光纖得到有效節省，并且無需額外布置電源，能夠降低網絡維護成本。但采用該技術需要配備彩光接口，利用無線設備為接口通信提供支持，在故障定位等方面存在困難，如果配備智能化裝置進行管理將造成管理成本增加，并給承載網運行的可靠性帶來不良影響。采用有源OTN進行組網，需要城域OTN/WDM進行部署，能夠利用WDM實現光纖資源共享，并利用OTN實現靈活組網，使網絡運行和維護成本得到降低。結合業務規模采取不同組網方式，能夠在保證提供大帶寬的同時，獲得最高200G的單通道速率。無論采用4G還是5G通信方式進行前傳，都能夠采用該方案，因此建立的承載網可以實現多業務承載，保證網絡傳輸的可靠性?，F階段OTN建設成本依然較高，在工藝技術不斷成熟的情況下未來能夠引進插拔光模塊等降低成本。在承載網前傳方面，也可以采用光源集中無源DWDM方案，在AAU前實現光源集中布置，然后利用RRU等無源模塊實現直流光信號傳送。接受到未經調制的信號后，返回光源集中節點實現業務上行發送，能夠降低網絡傳輸成本，但難以解決傳輸延時問題。此外，可以采用超低時延OTN技術，通過對非必要功能模塊進行優化，同時減少FIFO緩存，能夠使時延得到降低。運用該技術，可以對OTN成幀結構進行優化，并實現映射封裝形式的改進，但有關技術也將受到運行成本控制。因此比較幾種前傳技術可知，還要結合區域光纖資源情況、承載網建設成本要求等各方面因素進行合適方案選擇，從而使5G業務傳送需求得到滿足。

2.2.2 中傳技術

采用中傳技術，需要滿足CU和DU之間的信息傳送需求。實際運用該技術，需要認識到各站點擁有不同分布單元容量，還要確保傳送站點波長速率與之匹配。此外，還應考慮5G業務規模不斷擴大問題，結合業務擴展需求做好冗余配備，確保站點在實現容量升級時不會給其他站點數據傳送帶來影響。使OTN具備E-OTN功能，能夠使單元站點得到集中布置，通過實現資源匯聚進行信息靈活轉發。在分布式站點，使各單元信息得到收斂，能夠保證信息得到可靠傳送。在各單元業務量較小時，配備光數字單元可以保證速率靈活，通過加強子波長關聯組合構成分組環。通過對各站點業務進行統計復用，能夠使帶寬得到高效利用。在各單元擁有較大業務量時，通過光層中間站實現子波長傳送，確保直達集中單元，能夠體現組網靈活性，同時使網絡傳輸延時得到降低。建設5G承載網，采用OTN技術需要使容量得到提高，通過減少資源損耗獲得更高傳輸效率。實現多個DU站點組合，通過中間站點交叉直達CU站點，然后實現業務靈活轉發，還要確保能夠提供低延時服務，以便使信息傳輸速率得到有效提高。為此，還要加強始終管理，確保各站點能夠維持時鐘同步，保持較高精度。提出時鐘優化策略，對頻率和相位進行調節，應確保誤差不超1T，繼而使5G業務傳送需求能夠得到切實滿足。

2.2.3 回傳技術

在OTN技術上實現網絡回傳設計，需要采用分組增強方案，引入無線接入網IP化技術實現OTN+IPRAN網絡架構的建立，依靠FlexE技術實現網絡切片，并完成物理隔離，使網絡傳輸可靠性和靈活性得到增強[2]。在5G業務不斷發展過程中，對城域網流量進行承載，需要利用邊緣數字中心DC和網絡實現點到點PoP傳輸。在DC和PoP之間，需要利用回傳網實現業務承載，保證固移業務能夠借助數據中心點互聯網傳輸。采用OTN實現DC高速互聯，完成帶寬資源池的建設，能夠根據DC間流量進行帶寬調配。發揮集成分組功能，可以使業務得到快速匯聚和靈活轉發，并在節點間實現業務大容量傳輸。結合業務需求進行IP配置，對MPLS-TP光通路數據單元的ODUk通道進行利用，能夠使帶寬和延時需求得到滿足。完成網絡分層建構，需要在匯聚層搭建環網，使線路側單波速率達到至少100G。在光分插復用器ROADM建構上，需要利用4維mini，并實現10T電交叉。采用無線網絡Mesh進行核心層建構，使用的ROADM需要達到9-20的維度。利用得到的智能平面實現端到端業務部署，并加強資源計算和動態調節，實現備用路徑計算分配等功能，能夠使用戶獲得較好業務體驗。

3 結束語

在5G通信發展過程中，還要提出有效的業務承載組網方案，確保5G業務的大帶寬、高速率、低延時等傳送需求能夠得到滿足。實際在OTN承載技術選用階段，還應認識到不同技術的應用帶有不同的特點，在確保不會因承載方案差異而導致服務效果不佳的情況下，可以結合區域5G業務開展需求進行方案的合理選擇，繼而使網絡通信技術得到科學運用。