5G承载成业界关注焦点 ITU-T标准化工作迎来新进展

作者:中国信息通信研究院 徐云斌 责任编辑:甄清岚 2018.04.17 08:40 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)5G时代场景多变,同时将迎来万物互联,5G需要解决的不仅是人与人的连接,更要解决人与物、物与物的连接,这些需求对承载网的带宽、时延和灵活性等都将带来巨大挑战。随着5G商用的加速,业界对5G承载的关注度也越来越高。

5G承载的顺利商用离不开标准的支撑,近日召开的国际电信联盟第15研究组(ITU-T SG15)全会取得多项关键性成果,也引起了业界的广泛关注:第一,完成5G承载技术报告GSTR-TN5G:Transport network support of IMT-2020/5G(支持IMT-2020/5G的传送网),该报告的完成为启动5G承载技术的研究奠定了基础,标志着ITU-T SG15的工作重心由5G承载需求讨论转变到5G承载方案讨论;第二,完成G.sup.5gotn: Application of OTN to 5G Transport(OTN在5G传送中的应用)立项,该项目描述了OTN技术作为5G承载方案解决GSTR-TN5G中关于前传、中传以及回传的需求,同时指出OTN技术在5G承载标准化中的发展方向,该标准的立项标志着ITU-T SG15对OTN技术应用在5G承载方案的认可,也是首个得到认可的端到端5G承载技术;第三,完成G.ctn5g:Characteristics of transport networks to support IMT-2020/5G(支持IMT-2020/5G的传送网特性)标准立项,该标准主要规范5G承载方案的需求和特性。

为了解ITU-T SG15全会的具体细节工作,通信世界全媒体记者特邀参加了ITU-T SG15全会、在5G承载领域耕耘颇深的中国信息通信研究院专家为读者详细撰稿,详解了GSTN-TN5G报告主要内容、2018年2月ITU全会主要讨论的内容以及ITU-T下一步工作重点,为推动5G承载发展建言献策。

全文如下:

随着5G研究及试验的逐步推进,5G承载技术成为业界新的关注热点,ITU-T、3GPP、IEEE、CPRI等多个国际标准化组织或团体已开展与5G承载标准化的研究,其中ITU-T SG15研究组主要开展5G承载的需求、架构、管控、同步等方面的标准化研究。

ITU-T在2017年6月的ITU-T SG15全会上以研究课题GSTR-TN5G(Transport network support of IMT-2020/5G)的形式首先启动了5G承载技术的研究。在2018年1月29日-2月9日召开的ITU-T SG15全会(以下简称全会)上,GSTR-TN5G研究报告的内容达成了一致并获得通过,全会同时成功立项1个标准和1个标准补充性文件。

GSTN-TN5G报告主要内容

GSTN-TN5G研究报告在全会上讨论通过,后续ITU-T将密切关注3GPP、NGMN、CPRI等组织的研究动向,继续对该报告进行更新。GSTN-TN5G研究报告涵盖了多方面的内容。

1.5G承载网架构需求

GSTR-TN5G报告首先对3GPP NG-RAN的架构进行了分析。与4G网络相比,3GPP RAN功能切分定了CU、DU两级的网络架构,CU采用集中部署的方式,采用通用的硬件架构,面向非实时处理业务;DU主要面向空口,保障频谱的效率,实现高实时的数字信号处理;RRU完成eCPRI封装与带宽收敛功能。3GPP RAN功能的划分对承载网络的架构提出了新的需求。

2.5G接口带宽、距离、时延需求

GSTR-TN5G报告对5G接口的带宽需求进行了分析;对5G承载网络的F1/Fx/Xn/NG接口以及前传、中传和回传网络的带宽需求进行了分析,其中前传网络的带宽需求10Gbit/s~825Gbit/s,中传网络和回传网络的带宽需求为25Gbit/s~800Gbit/s。

在时延需求方面,5G承载网络的单向时延需求为F1接口1.5~10ms,前传网络的时延小于100us,UE-CU(eMBB)端到端时延为4ms,UE-CU(uRLLC)的端到端时延要求为0.5ms。

在传输距离方面,GSTR-TN5G报告基于国内外运营商的需求,给出了5G承载网络距离要求,其中前传网络的传输距离为1~20km,中传网络为20~40km,回传网络接入层为1~10km,汇聚层5~80km,核心层20~300km。

3.5G承载网络切片与管控要求

5G承载网络需要支持多种业务的传输需求,包括5G业务、传统2G/3G/4G业务以及接口业务、家宽业务和数据中心互联业务等,各种业务的带宽、时延、隔离需求等各不相同,5G承载网络需要满足不同的网络切片需求。5G传输网络分片需要支持硬隔离和软隔离等方式。

• 软管道隔离:采用ETH VLAN、MPLS隧道等隔离,提供路径选择、带宽保障的区分和控制,实现统计复用,提高带宽的利用率;

• 硬管道的隔离:采用时隙或者波长隔离等方式,提供时隙、抖动的严格保障和控制,以满足5G网络低时延和安全业务的要求。

3GPP要求管理系统能够对eMBB、mMTC、uRLLC等不同类型的业务提供网络分片,5G承载网管控系统需要配合3GPP管控系统,并基于端到端的切片管理系统的请求实现以下的管控功能:

• 提供拓扑、容量、业务类型、网络能力等传输网络信息;

• 配合完成传输网络的切片创建、删除和调整操作;

• 配置并激活故障监控和性能监控,上报性能和告警数据信息。

4.5G承载同步要求

5G同步要求来源域TDD基础业务要求以及一些增强型的要求,GSTR-TN5G参考ITU-T G.8271.1的要求,对TDD制式基础业务要求时间≤±1.5us,频率±0.05ppm,CoMP等增强特性要求<260ns。

全会主要讨论内容

本次ITU-T全会除了通过GSTR-TN5G报告以外,还重点对由中国运营商提出的SPN和M-OTN两种方案以及围绕这两种方案的诸多来自中国方面的文稿进行了详尽讨论和分析。

基于会议讨论分析后,本次会议同意立项两个项目开展5G承载标准化工作:

标准性补充文件G.supp.5gotn: Application of OTN to 5G Transport

标准G.ctn5g: Characteristics of transport networks to support IMT-2020/5G

ITU-T下一步工作重点

ITU-T SG15后续开展IMT-2020/5G承载标准工作的重点包括五大方面。

1.2018年10月全会完成GSTR-TN5G报告更新,密切关注3GPP、NGMN、CPRI等组织的研究动向。

2.SG15 Q10课题组评估现有分组传送网技术(如MPLS-TP、电信级以太网)如何支持IMT-2020/5G业务,在分组传送网支持IMT-2020/5G方面负责对本次全会建议的两个工作项目的需求进行评估。

3.SG15 Q11课题组在现有的研究范围内,确定在同一网络中支持IMT-2020/5G以及其它业务的传送网的候选网络拓扑,对L0和L1层的旁路(或分/插)需求、候选的(数字)帧结构和接口速率等进行评估。

4.SG15 Q12/Q14课题组主要负责网络切片的内容,重点是定义和细化支持3GPP管理系统的接口,包括用虚拟网络VN支持5G网络切片及如何映射到SDN控制器客户层等内容。

5.SG15 Q13课题主要负责进一步细化和支持IMT-2020/5G业务的同步需求。

小结

ITU-T 5G承载的标准化工作目前已取得一定进展,但相关工作还需要国内产业界整体进行进一步的推动。

在5G承载方案方面,国内不同运营商对承载方案具有不同需求,当前国内业界正在积极和ITU-T相关专家进行沟通。在5G承载网络的管控方面,ITU-T倾向于首先分析当前的控制架构和信息模型是否满足5G承载网络的需求,然后再开展下一步的工作方案。预计后续经过2018年6月以及10月全会的讨论,ITU-T 5G承载的标准方案将会有明确的结论。


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