探秘面向5G的承載網持續演進

OFweek通信網訊 從2G時代的語音業務為主，到3G時代的資料業務興起，再到4G時代視頻業務的走紅，通信技術的發展悄然改變人們的生活。未來5G將滿足移動互聯和萬物互聯的發展需求，超高清、4K和浸入式視頻的流行將會驅動頻寬速率大幅提升。承載網作為拉通無線和核心網之間的管道傳輸平臺，需要滿足未來5G時代頻寬速率快速增長的趨勢以及為各種業務的差異化需求提供保障。
面向5G的承載網需要乙太網頻寬持續演進
應對5G時代的海量連接和流量劇增，承載網具備快速經濟的部署和演進能力，是運營商搶佔5G先機發揮商用價值的關鍵。
按照NGMN標準化組織提供的無線基站頻寬估算方法可以推導出，面向5G的承載網需具備接入環50GE 100GE、彙聚環200GE 400GE的組網能力。NGMN認為要實現5G時代業務功能，無線頻譜效率相比4G時代的頻譜效率需要大大提升，5G基站峰值頻寬和均值頻寬也將大幅提升。對於典型站型4G和5G共基站站址， 5G承載網對接入環頻寬的需求比現在的10GE環頻寬平均提升3倍左右。按照移動實際流量平均每年61％的增長速度，以及考慮接入彙聚收斂比，則彙聚環頻寬的需求將超過100GE。
光介面的技術發展和產業鏈的支援是影響頻寬發展方向的重要因素。近年來，隨著25G 光電器件在產業鏈趨於成熟，25GE／50GE光介面得到快速發展並逐步應用於大型資料中心互聯，其憑藉高速率、高性價比和低功耗的優勢而倍受青睞。採用25G光電器件加50G PAM4（四階脈衝幅度調製）模組的50GE光模組，只需內置一路單通道光收發元件就能獲得較高的光介面速率，實現方案非常簡潔；相比而言，基於四路10G光電器件或者四路25G光電器件實現的40GE／100GE光模組內置多通道光收發元件，實現代價更高。
圖1：基於25G光電器件及PAM4模組的50GE光模組
5G承載網接入層在10GE頻寬不夠、100GE商用普及尚早的情況下，採用50GE組網將給運營商帶來最優性價比的解決方案；基於四通道光收發元件和50G PAM4模組實現的200GE光模組，業界也能快速實現並應用於5G承載網彙聚層組網。接入層50GE組網和彙聚層200GE組網將為5G承載網早期建設打下商用基礎。
國際標準組織和產業持續推動乙太網健康發展
乙太網誕生的前30年中，產生了從10M 100GE的6種乙太網速率。乙太網以其先天具備的實現靈活、操作簡化和部署經濟等優勢，在全球獲得廣泛普及並不斷豐富完善。2016年5月IEEE 成立802．3cd Task Force，瞄準基於PAM4技術的50GE乙太網介面以及以此為基礎的100GE／200GE乙太網介面的標準化，將會幫助未來成本優化的高速率解決方案儘早實現。此外，400GE乙太網介面標準802．3bs已經通過草案，預計將在2017年發佈。未來乙太網的演進將持續擁有強大生命力。
基於介面通道化實現網路分片的靈活乙太網（Flexible Ethernet），支援提供差異化業務體驗的未來網路架構，成為5G承載網發展的關鍵方向。2016年3月光聯網論壇OIF組織正式發佈基於100Gb／s速率的第一代Flex－ETH標準。Flex－ETH定義為乙太網L2／L1層之間的中間層，支援將多個速率的PHY捆綁在一個MAC層以提供更高速率的Bonding方案，滿足超密集區域靈活大頻寬承載需求；可以實現使用者側介面速率按需配置，不同介面之間業務相互隔離，當前配置顆粒度為5Gb／s，在下一代Flex－ETH標準中將達到1G／ps顆粒度；可以通過專用硬管道來保證服務品質和安全，提供低時延解決方案；未來還將不斷與網路新技術相融合，支援承載網持續演進和5G業務的發展。
國際標準組織和產業多年來支援IEEE802乙太網技術，致力於推動乙太網介面廣泛的互聯互通，尋求新的應用來不斷擴展乙太網市場。
華為推出單埠200GE線卡，領跑乙太網超寬管道
隨著4．5G／5G頻寬需求持續增長，IP承載網頻寬將基於現網持續演進，200GE與100GE將成為彙聚層的基本速率，並會得到廣泛部署。當前，200GE交換網、背板、連接器、業務處理晶片產業鏈趨向於成熟，200GE光模組部件關鍵技術也已經具備。200GE模組封裝、連接器、光器件與100GE可以共用產業鏈，光模組廠家均可快速研發生產。200GE模組相比100GE模組容量提升一倍，功耗並不明顯增加。200GE實現方案相比400GE實現方案內置光收發元件通道數更少、功耗更低，長距能力更易實現。200GE與100GE以及未來的400GE將長期共存。
為匹配無線空口技術的快速發展和使用者流量激增對承載網路的衝擊，2016年華為推出支援Flex－ETH的200GE線卡，提供單埠200GE超寬管道，助力運營商從容應對承載網對大頻寬的需求。隨著2017年400GE乙太網標準IEEE802．3bs的即將推出，華為將進一步推出單埠400GE解決方案以應對承載網平滑升級。
華為IP承載網解決方案，支撐視頻業務及未來5G的長期演進，滿足未來5 10年承載網演進及頻寬增長的需求，與運營商一起構築面向未來最佳體驗的精品承載網。