5G時代光傳送網(wǎng)技術(shù)白皮書

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1、目錄1引言325G技術(shù)發(fā)展及承載需求42.15G新業(yè)務(wù)的關(guān)鍵性能需求42.25GRAN架構(gòu)的演進趨勢52.35G核心網(wǎng)架構(gòu)的演進趨勢62.3.1核心網(wǎng)架構(gòu)的云化和下移62.3.2核心網(wǎng)云化數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)82.45G承載網(wǎng)需求分析92.4.1大帶寬需求92.4.2低時延需求102.4.3高精度時間同步需求112.4.4靈活組網(wǎng)的需求112.4.5網(wǎng)絡(luò)切片需求123面向5G的光傳送網(wǎng)承載方案143.15G前傳承載方案143.1.15G前傳典型組網(wǎng)場景143.1.2光纖直連方案153.1.3無源WDM方案163.1.4有

2、源WDM/OTN方案183.1.55G前傳承載方案小結(jié)193.25G中傳/回傳承載方案193.2.1中傳/回傳承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)191.1.1網(wǎng)絡(luò)切片承載方案211.25G云化數(shù)據(jù)中心互聯(lián)方案231.2.1大型數(shù)據(jù)中心互聯(lián)方案231.2.2中小型數(shù)據(jù)中心互聯(lián)方案231.35G光傳送網(wǎng)承載方案小結(jié)2425G時代的光傳送網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)演進272.1低成本大帶寬傳輸技術(shù)272.1.1短距非相干技術(shù)272.1.2中長距低成本相干技術(shù)272.2低時延傳輸與交換技術(shù)282.2.1ROADM全光組網(wǎng)調(diào)度技術(shù)292.2.2超低時延OTN傳送

3、技術(shù)302.3高智能的端到端靈活調(diào)度技術(shù)312.3.1ODUflex靈活帶寬調(diào)整技術(shù)312.3.2FlexO靈活互聯(lián)接口技術(shù)322.3.3傳送SDN快速業(yè)務(wù)隨選發(fā)放技術(shù)343總結(jié)與展望354縮略語361引言第五代通信技術(shù)（5G）致力于構(gòu)建信息與通信技術(shù)的生態(tài)系統(tǒng)，是目前業(yè)界最熱的課題之一。不同于以前的2G、3G和4G，5G不僅僅是移動通信技術(shù)的升級換代，更是未來數(shù)字世界的驅(qū)動平臺和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，將真正創(chuàng)建一個全聯(lián)接的新世界。5G網(wǎng)絡(luò)擬提供業(yè)務(wù)的主要特征包括大帶寬、低時延和海量連接，從而對承載網(wǎng)在帶寬、容量、

4、時延和組網(wǎng)靈活性方面提出了新的需求。如何利用一張統(tǒng)一的承載網(wǎng)來滿足5G不同業(yè)務(wù)的承載需求是5G承載網(wǎng)面臨的巨大挑戰(zhàn)。光傳送網(wǎng)（OpticalTransportNetwork，OTN）技術(shù)結(jié)合了光域傳輸和電域處理的優(yōu)勢，不僅可以提供端到端的剛性透明管道連接和強大的組網(wǎng)能力，而且可以提供長距離、大容量傳輸能力。OTN剛性管道保證了不同業(yè)務(wù)的嚴格隔離和業(yè)務(wù)帶寬的保障，其完備的OAM機制保證了業(yè)務(wù)傳送質(zhì)量并使網(wǎng)絡(luò)便于維護管理。ROADM(ReconfigurableOpticalAdd/DropMultiplex，可重構(gòu)光

5、分插復(fù)用器)和WDM(Wave-divisionMultiplexing，波分復(fù)用)光層技術(shù)提升光纖傳輸容量至Tbps級別，并大幅降低網(wǎng)絡(luò)時延。光傳送網(wǎng)技術(shù)如何在5G這場劃時代的技術(shù)演進潮流中不斷自我創(chuàng)新，保持競爭力和應(yīng)用優(yōu)勢，實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的高效承載，已經(jīng)成為整個光通信行業(yè)關(guān)注的重心和研究熱點。本白皮書旨在分析5G對承載網(wǎng)的需求，提出基于光傳送網(wǎng)的承載方案，并對5G時代光傳送網(wǎng)的技術(shù)演進趨勢進行闡述。15G技術(shù)發(fā)展及承載需求5G承載需求取決于5G業(yè)務(wù)及5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變化。其中，5G業(yè)務(wù)需求直接影響承載網(wǎng)的技術(shù)指標，

6、如帶寬、時延和時鐘精度等；而5G無線網(wǎng)和核心網(wǎng)的架構(gòu)變化則引發(fā)了相應(yīng)的承載網(wǎng)架構(gòu)變化，并對網(wǎng)絡(luò)功能提出新要求，包括網(wǎng)絡(luò)切片、增強路由轉(zhuǎn)發(fā)功能等。1.15G新業(yè)務(wù)的關(guān)鍵性能需求5G定義了以下三類典型業(yè)務(wù)場景，如圖1所示：圖15G典型業(yè)務(wù)場景性能需求示意圖1)eMBB(EnhancedMobileBroadband，增強型移動寬帶)：主要場景包括隨時隨地的3D/超高清視頻直播和分享、虛擬現(xiàn)實、隨時隨地云存取、高速移動上網(wǎng)等大流量移動寬帶業(yè)務(wù)，帶寬體驗從現(xiàn)有的10Mbps量級提升到1Gbps量級，要求承載網(wǎng)絡(luò)提供超大帶寬

7、。2)uRLLC(UltraReliable&LowLatencyCommunication，高可靠低時延通信)：主要場景包括無人駕駛汽車、工業(yè)互聯(lián)及自動化等，要求極低時延和高可靠性，需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)處理方式進行改進，使得高可靠性業(yè)務(wù)的帶寬、時延是可預(yù)期、可保證的，不會受到其它業(yè)務(wù)的沖擊。3)mMTC(MassiveMachineTypeCommunication，大規(guī)模機器通信）：主要場景包括車聯(lián)網(wǎng)、智能物流、智能資產(chǎn)管理等，要求提供多連接的承載通道，實現(xiàn)萬物互聯(lián),為減少網(wǎng)絡(luò)阻塞瓶頸，基站以及基站間的協(xié)作需要

8、更高的時鐘同步精度。1.15GRAN架構(gòu)的演進趨勢5G網(wǎng)絡(luò)由于引入了大帶寬和低時延的應(yīng)用，需要對RAN（RadioAccessNetwork，無線接入網(wǎng)）體系架構(gòu)進行改進。圖25GRAN功能模塊重構(gòu)示意圖5G的RAN網(wǎng)絡(luò)將從4G/LTE網(wǎng)絡(luò)的BBU（BasebandUnit，基帶單元）、RRU兩級結(jié)構(gòu)將演進到CU、DU和AAU三級結(jié)構(gòu)，如圖2所示。原BBU的