浅析面向5G业务的OTN承载思路

黄传彬，张小龙，袁勇超，张宏亮

（三维通信股份有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

伴随着5G技术的发展，各行各业陆陆续续开始进驻5G领域，促使5G业务规模不断壮大。而面向5G业务，需要提供大带宽、低时延的网络通信服务，确保建立的信息传送网能够顺利进行5G业务承载。OTN为光传送网的英文缩写，具有大带宽和高容量的特点，能够保持较高传输效率，使时延得到降低，能够满足5G业务开展需求。因此在5G业务发展过程中，还要加强OTN承载研究，通过提高高效、便利网络服务满足5G技术应用需求。

1 5G业务发展的OTN承载需求

发展5G业务，要求传送网的带宽得到显著提升，确保业务能够得到高速、低成本传送。而OTN的发展日渐成熟，能够实现多种客户型号封装和透明运输，并实现大颗粒带宽复用和交叉配置，获得较强网络开销和维护管控能力[1]。在5G商用化背景下，采用OTN能够对100G及以上速率信号进行中长距离传送，运用离散多载波、脉冲幅度调制等技术获得具有较高传输效率的光接口，降低网络传输功耗，使通信成本得到有效控制。在城域网内开展5G业务，能够利用OTN实现光电混合调度，联合运用电交叉和光交叉技术提高网络容量，使系统功耗得到降低，并取得多路径通达效果。通过减少网络层次，实现设备处理延时的缩短，能够使网络安全性得到有效提升。而通过实现光环送和分组融合，采用OTN能够实现多重5G业务的统一传送，使当前5G业务传送网存在的网络层次复杂、设备种类繁杂问题得到解决，使各类业务得到灵活处理的同时，确保5G业务能够得到高效、经济开展。

2 面向5G业务的OTN承载思路

2.1 组网架构

从5G网络架构上来看，包含接入云、控制云和转发云三层逻辑。其中，接入云需要实现灵活无线组网，为多种场景部署提供支持，保证资源得到协调接入，并实现资源承载分离。而控制云需要体现智能开放的特点，通过实现集中化网络控制和实现网元功能虚拟化取得理想成效。转发云可以实现近基站转发，保持一定业务能力。对5G逻辑架构进行剖析，可以发现在业务承载方面还要形成AAU/DU/CU三级结构。其中，AAU实现有源天线处理，DU实现物理层功能，确保网络传送实时性需求得到满足，CU还应发挥无线高层协议栈功能，为核心网业务下沉提供支持。采用OTN进行组网，可以采用以太网/多协议标签交换技术实现接入层的节点布置。在物理层功能实现上，为满足日常通信和设备维护需求，还要在汇聚通信机房中进行交换设备安装，然后采用光纤/波长、OTN链路等策略实现节点设备连接。按照部署策略，可以将OTN承载设备划分为三类，分别为接入设备、汇聚设备和核心设备。接入设备可以实现透传式或分组式接入，汇聚设备布置在城域网边缘作为连接节点。在节点100-200G间实现波分多路复用WDM/OTN下沉，可以使设备获得0.5-1Tbit/s交换容量，用于对综合业务进行承载。为避免组网功能受复杂结构、通信距离等因素影响，可以采用WDM技术实现汇聚设备的布置，最后结合业务需求差异实现接入层节点设备部署。

2.2 承载技术

2.2.1 前传技术

在利用OTN网络实现5G业务传输时，在AAU和DU之间需要实现前传。现阶段，主要采用C-RAN结构，即利用裸光纤实现设备直联，能够轻松实现信息传送，但将造成大量光纤资源被消耗。实际在建设5G承载网过程中，初期每个5G基站就需要3个Cell，需要至少配置三根双向单纤。随着业务规模的扩大，光纤资源需求量不断提升，同时考虑4G和5G共站问题，需要配置4G尾纤，导致大量资源的浪费，使业务传送承担过高费用。采用WDM技术，能够利用无源合分波器在一对光纤中实现多路波长复用，使光纤得到有效节省，并且无需额外布置电源，能够降低网络维护成本。但采用该技术需要配备彩光接口，利用无线设备为接口通信提供支持，在故障定位等方面存在困难，如果配备智能化装置进行管理将造成管理成本增加，并给承载网运行的可靠性带来不良影响。采用有源OTN进行组网，需要城域OTN/WDM进行部署，能够利用WDM实现光纤资源共享，并利用OTN实现灵活组网，使网络运行和维护成本得到降低。结合业务规模采取不同组网方式，能够在保证提供大带宽的同时，获得最高200G的单通道速率。无论采用4G还是5G通信方式进行前传，都能够采用该方案，因此建立的承载网可以实现多业务承载，保证网络传输的可靠性。现阶段OTN建设成本依然较高，在工艺技术不断成熟的情况下未来能够引进插拔光模块等降低成本。在承载网前传方面，也可以采用光源集中无源DWDM方案，在AAU前实现光源集中布置，然后利用RRU等无源模块实现直流光信号传送。接受到未经调制的信号后，返回光源集中节点实现业务上行发送，能够降低网络传输成本，但难以解决传输延时问题。此外，可以采用超低时延OTN技术，通过对非必要功能模块进行优化，同时减少FIFO缓存，能够使时延得到降低。运用该技术，可以对OTN成帧结构进行优化，并实现映射封装形式的改进，但有关技术也将受到运行成本控制。因此比较几种前传技术可知，还要结合区域光纤资源情况、承载网建设成本要求等各方面因素进行合适方案选择，从而使5G业务传送需求得到满足。

2.2.2 中传技术

采用中传技术，需要满足CU和DU之间的信息传送需求。实际运用该技术，需要认识到各站点拥有不同分布单元容量，还要确保传送站点波长速率与之匹配。此外，还应考虑5G业务规模不断扩大问题，结合业务扩展需求做好冗余配备，确保站点在实现容量升级时不会给其他站点数据传送带来影响。使OTN具备E-OTN功能，能够使单元站点得到集中布置，通过实现资源汇聚进行信息灵活转发。在分布式站点，使各单元信息得到收敛，能够保证信息得到可靠传送。在各单元业务量较小时，配备光数字单元可以保证速率灵活，通过加强子波长关联组合构成分组环。通过对各站点业务进行统计复用，能够使带宽得到高效利用。在各单元拥有较大业务量时，通过光层中间站实现子波长传送，确保直达集中单元，能够体现组网灵活性，同时使网络传输延时得到降低。建设5G承载网，采用OTN技术需要使容量得到提高，通过减少资源损耗获得更高传输效率。实现多个DU站点组合，通过中间站点交叉直达CU站点，然后实现业务灵活转发，还要确保能够提供低延时服务，以便使信息传输速率得到有效提高。为此，还要加强始终管理，确保各站点能够维持时钟同步，保持较高精度。提出时钟优化策略，对频率和相位进行调节，应确保误差不超1T，继而使5G业务传送需求能够得到切实满足。

2.2.3 回传技术

在OTN技术上实现网络回传设计，需要采用分组增强方案，引入无线接入网IP化技术实现OTN+IPRAN网络架构的建立，依靠FlexE技术实现网络切片，并完成物理隔离，使网络传输可靠性和灵活性得到增强[2]。在5G业务不断发展过程中，对城域网流量进行承载，需要利用边缘数字中心DC和网络实现点到点PoP传输。在DC和PoP之间，需要利用回传网实现业务承载，保证固移业务能够借助数据中心点互联网传输。采用OTN实现DC高速互联，完成带宽资源池的建设，能够根据DC间流量进行带宽调配。发挥集成分组功能，可以使业务得到快速汇聚和灵活转发，并在节点间实现业务大容量传输。结合业务需求进行IP配置，对MPLS-TP光通路数据单元的ODUk通道进行利用，能够使带宽和延时需求得到满足。完成网络分层建构，需要在汇聚层搭建环网，使线路侧单波速率达到至少100G。在光分插复用器ROADM建构上，需要利用4维mini，并实现10T电交叉。采用无线网络Mesh进行核心层建构，使用的ROADM需要达到9-20的维度。利用得到的智能平面实现端到端业务部署，并加强资源计算和动态调节，实现备用路径计算分配等功能，能够使用户获得较好业务体验。

3 结束语

在5G通信发展过程中，还要提出有效的业务承载组网方案，确保5G业务的大带宽、高速率、低延时等传送需求能够得到满足。实际在OTN承载技术选用阶段，还应认识到不同技术的应用带有不同的特点，在确保不会因承载方案差异而导致服务效果不佳的情况下，可以结合区域5G业务开展需求进行方案的合理选择，继而使网络通信技术得到科学运用。