中国电信荆瑞泉:推动低成本WDM标准化和技术成熟,适时引入现网应用

责任编辑:刘婷宜 2019.05.16 15:54 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)2019年被视为5G商用元年,5G网络将直接影响5G商用进程,随着5G商用的加速,业界对5G承载的关注越来越高。为推动我国5G承载关键技术和发展创新,全力支撑5G商用进程,5月16日,由工业信息化部指导、中国通信协会主办,受到中国信息通信研究院、中国移动、中国电信、中国联通、中国铁塔大力支持的2019世界电信和信息社会日大会“5G承载技术标准与产业研讨会”在北京新世纪日航饭店召开。

中国电信智能网络与终端研究院传送网专业专家荆瑞泉发表了《基于OTN/WDM的5G承载技术和方案进展》主题演讲。他表示,OTN方案适合运营商的综合业务承载需求,为包括5G移动宽带、高品质政企专线、DCI等业务提供低成本带宽和高品质承载服务,简化的网络设备层级有利于降低CPAEX和OPEX。

以下是演讲的全文:

各位领导、各位嘉宾,下午好!上午张总对电信关于5G承载网做了宏观介绍,我是在他的总体原则下面具体再做一个介绍。主要是四个部分,一是基于OTN/WDM的5G承载技术方案概述。二是低成本WDM技术发展现状。三是M—OTN标准进展及推进考虑。四是P—OTN中回传技术的介绍。最后是小结。

强调一下管控平面,因为下面几个都说过了。管控就是要构建城域传送网统一的管控系统,主要是两个需求。一个是针对5G主要是5G的切片承载需求,5G切片需要承载网和无线网、核心网统一的管控拉通,才能提供端到端的切片能力。二是我们提的是综合承载,专线业务也是很重要的一块,国内几个运营商都在做针对接入型OTN的管控系统,和大网配合起来,才能实现转线业务端到端的开通和管理。三是推动WDM/SPN下沉到城域边缘。建议下沉到M2接入汇聚机房,主要是对带宽的需求预测。一个是5G,根据数量算出来是30到90个G的范围,再考虑到OTR的上行和未来的高清视频,根据用户数算出来应该是80G左右的需求,再考虑一些专线业务的需求。初期是100G到200G的范围,后期可以扩展到400G。

到这个点,城域的OTN网络规模就会扩大很多,我们也分析了南京城域网络。目前它的OTN网络只有40几个节点,下沉到接入汇聚机房,节点数量会扩大10倍左右,这样就需要低成本的解决方案来满足建网需求。

接入层没有强调综合承载,因为接入层业余类型和部署的节点位置都不同,所以接入层我们提的是按需部署,采用定制化的设备来降低设备的成本,简化功能。目前比较明确的一个是专线业务的接入OTN设备,5G的前传以光纤智联为主,用设备也是用小型的OTN设备来做。回传接入层也是通过小设备来做,所以接入层是根据不同业务按需部署。

回传方案之前介绍过了,OTN有三层,采用标准协议。按需应用意思是不想做大而全,把路由器和OTN叠加太复杂了,成本高,希望进一步简化三层功能,满足需求就行了,降低设备的复杂度和成本。

前传方案各个运营商都是以光纤支持为主,因为主题是基于OTN的方案,所以我们主推的是点到点的方案。线路接口目前都是100G的BiDi方式,未来可以考虑扩展到200G。单波100G的方案,方案已经比较明确了,但是产业的支持以及性能方面还有待进一步完善。

客户侧重点是对4G、5G的统一承载,大部分还是专用的做前传的承载。优点是点到点的方式可以通过一根光纤来实现前传,因为是解耦的,采购和无线设备相关,有利于部署。

5G同步方案我们也没有做太多的研究,因为电信一直是以卫星的同步为主,地面为辅,大家基本上都是这样的思路。5G基本业务的同步需求跟4G是一样的,没有特殊要求。协同业务从国际标准方面还没有正式确定,待研究。后续如果有需要可以按需去部署,我们没有联通提的那么激进。

这就引出来几个技术在城域网络里应用的位置。低成本WDM目前考虑是在接入层和汇聚层来应用,包括25G、50G以及100G几个速率。OTN主要是引入三层功能,从核心机房一直到接入汇聚机房都要用到。M-OTN我们一直把它定位为是一种技术,不是设备的形态,它也可以用于整个城域网。目前我们重点定义定的是25G和50G的接口,主要用于接入层和部分的汇聚层。

下面分别对几种技术做个简单介绍。低成本WDM应用场景刚才说过了,通常40公里以内就够了,在汇聚和接入层,少量的可能在汇聚层,到农村那种有的时候需要达到八层。设备形态是可插拔的光模块。

中国电信现在也在考虑在城域网的接入和汇聚层要引入开放式的传统架构来把光层和电层解耦,让市场上有更多的参与者可以参与网络建设,进一步降低网络的建设成本。

速率选择目前大家用的还是实际系统,尤其是在县乡部分。未来会以100个为主,目前受限于成本,所以还没有应用。25G和50G跟我们推的M—OTN是密切相关的,但是它的技术的可行性以及成本方面到底怎么样,目前看得还不是很明朗。

汇聚层目前有两种组网方式,一种是环网方案,在县乡部分大部分采用的都是这种方式,40公里到80公里的范围。带宽是基于前面加上5G之后的带宽预测,500G到1个T之间的范围,可采用的技术方案是n×25G/n×100G。环型组网只需要2维OADM就可以了。一种是采用点到点的链型组网。这种方案更适合于市区的组网。市区大部分还没有引入WDM,直接采用裸纤直联的方式来做的。现在我们想把OTN/WDM下沉到M2节点,所以链路型组网也是一种方式,因为单节点是100—400G的范围。以太网光模块一般都是10公里和40公里两档,刚好能够符合这种场景。

25G有两种方案,一种是NRZ的方式,主要是重用100G的以太网光模块,支持C波段或者O波段,距离是10公里/40公里,40公里有失散补偿的问题,也就是有距离受限的问题。一种是PAM4的方式,用10G的光电器件实现25G速率传输。支持O波段、C波段。去年在C波段我们联合华为做了一个对接测试。50G采用的方案是PAM4,重用400GE LR8光模块,目前成本较高。

100G优选相干技术,因为非相干的传输距离都很短,最长的现在才20公里。100G主要是用于汇聚层,因为距离太短,所以主要采用相干技术。目标是1000美元以下。25G和50G关注非相干和相干,目前确实看得不是很清楚,25G还好一些,50G更差一些。远距离更看好100G的相干模块。

下面说说M-OTN的情况。M-OTN是现有OTN技术的优化和扩展目标是提供低成本、低时延、低功耗以5G为主的综合业务承载方案。有两个相关标准立项,主要定位于城域网。基础特征是两大块,一块是对现有的映射结构等等做一些简化。一块是新增加25G和50G两种接口。经常有人问M是什么意思,主要是面向城域应用优化的M-OTN。

这是标准推进情况,有两个。一个是讨论5G OTN承载是怎么应用的,计划今年7月份完成发布。一个是25G、50G接口,去年10月份立项,希望明年Q1能够发布。

现有的OTN技术怎么在5G承载中怎么应用,主要是引出来了在城域汇聚和接入层需要引入25G和50G接口来匹配组网的需求。对于25G和50G接口的标准,定义这两种新的接口,一个主要的诉求是重用以太网的光模块来降低设备的成本,用于城域里面做综合承载。标准目前正在制定中,有几个因素需要考虑。一是基于具体的应用场景来选择它的速率和开销。表格中考虑了目前的主要应用场景,基于场景推出来速率和传输的距离。帧格式有两种选择,一种是沿用现有的OTUK的格式,做简化。另外一种是采用FlexO的接口方式,目前更趋向于采用OTUK的方式,如果不要捆绑功能,采用FlexO的方式意义就不大了。

讲一下怎么简化开销和WDM管理。一种是对于新增的接口采用单机复用的方式,直接定义,OTN这一层保持不变,与现有的网络保持互联互通。对于Section Layer OAM层,融合简化现有的OTUK/HO  ODU/FlexO开销。现有10-/10G OTN接口,考虑采用组合功能。本身芯片的实现是不用改的,只是从管理的角度进行简化。如果引入组合功能,就可以把中间ODO4屏蔽掉,简化管理。

再介绍一下P-OTN技术。设备架构主要是引入三层,控制平面引入三层的路由和信用。右边列出了它支持的主要的三层功能,以及对于网络切片的承载。

这一页讲的是采用OTN集成三层功能的优势分析。有两个优势。一个是采用集成方式可以省去路由器OTN之间的回光接口,一条链可以节省4个回光接口。根据我们了解的情况,采光跟回光接口大概是2:1的关系,链路采用这样的方案成本可以降低50%。从整个设备的成本来看不一定会降这么多。二是刚性管道可以提供硬隔离,在切片方面可以同时替换硬切片、软切片,满足5G对于不同切片服务质量的需求。

这一页是切片怎么来做,以及ODUK按需建立拓扑。上面是物理网的拓扑,一个是eMBB网络切片,一个是uRLLC的。带宽根据需求分一部分的带宽资源就行了。uRLLC对实验要求比较高,可以在M2和M4之间建立直达的OTN管道。切片怎么划分是类似的,可以运行独立的路由协议,实现完全分离。

标准化去年CCSA已经讨论过一次了,今年底完成项目的送审稿讨论。测试方面去年10月到今年1月份完成实验室的测试验证。近期5—8月份会做现场的试验测试,分两个阶段来做。实验室测试结论是目前设备情况基本符合要求,基本可以进入线网试验的阶段。右边是试验测试的两种拓扑,接入层一种是二层环网方式,一种是点到点的链路方式。

OTN方案适合运营商的综合业务承载需求,为包括5G移动带宽、高品质政企专线、DCI等业务提供低成本带宽和高品质承载服务,简化的网络设备层级有利于降低CPAEX和OPEX。考虑到城域网节点数量规模大、距离较短等因素,建议积极高成本的WDM标准化和技术成熟,适时引入现网应用。为了满足城域低成本建网和综合承载的需求,建议集体经济推动M-OTN和P-OTN的标准化和产业发展,引导设备开发和应用部署。谢谢大家!


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