5G承載網(wǎng)絡需要解決的問題及OTN 3.0特征介紹

? ?　5G標準終于迎來了重要時刻。3GPP全會（TSG#80）批準了第五代移動通信技術標準（5G NR）獨立組網(wǎng)功能凍結。加之去年12月完成的非獨立組網(wǎng)NR標準，5G已經(jīng)完成第一階段全功能標準化工作。

　　5G標準的確定讓產(chǎn)業(yè)界，真正進入到了最后的沖刺階段。但5G時代不僅是無線側，包括承載在內(nèi)的很多環(huán)節(jié)都面臨著諸多挑戰(zhàn)。現(xiàn)階段，雖然5G承載的具體實現(xiàn)方案尚在評估論證中，但5G帶來的變革以及由此對承載網(wǎng)提出的新要求是被一致公認的。
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　　與4G時代相比，5G承載網(wǎng)絡至少需要解決以下問題：

　　1.大容量／大帶寬，以解決５G暴增的流量

　　2.低時延，以支持諸如車聯(lián)網(wǎng)之類uRLLC業(yè)務

　　3.剛性隔離的切片層和網(wǎng)絡硬切片，以支持各種垂直應用場景和行業(yè)

　　4.高精度時間同步，以滿足PTP C類設備的指標

　　5.支持新的25GE/50GE接口，與5G射頻單元對接

　　6.低功耗，保證容量倍增后功耗不增加

　　7.傳統(tǒng)的回傳網(wǎng)被邏輯劃分為前傳，中傳和回傳。每一段會有不同的承載要求但希望有統(tǒng)一的承載技術和設備

　　8.基帶處理的虛擬化需要新的專用硬件加速設備來減輕服務器的負荷

　　9.能夠幫助運營商降低CAPEX和OPEX

　　在5G承載的需求中，有一些是OTN本身固有支持的，比如硬切片。OTN的通道之間是時分復用的，所以是完全物理隔離的。OTN交叉，對大容量，大帶寬的支持，以及完善的OAM機制，這些都是OTN本來就具有的的優(yōu)勢。

　　同時，OTN也在不斷演進，從10G為主的1.0時代，到100G普及了的2.0時代，現(xiàn)在OTN正開啟超100G速率的3.0時代。

　　總結而言，OTN 3.0有兩大特征：

　　1.單波長傳輸速率超過100G，并且從以前離散的固定的速率（OTU1/2/3/4），轉變成靈活可變的速率（OTUCn）。OTUCn可以是100G以上，以5G為增量的任何速率。這極大提高了波長和網(wǎng)絡的利用率。比如某段光纖通過相干調(diào)制后單波長可以支持350G帶寬，用OTU4的話只能承載3個OTU4或300G，剩下50G帶寬被浪費了。而用OTUCn則可以支持350G速率，完全利用帶寬資源。

　　2.專門針對移動承載進行優(yōu)化。比如，

　　a.優(yōu)化硬件和軟件設計，降低時延至1微秒的水平

　　b.增加新的25GE/50GE客戶側接口，方便接入5G射頻單元的eCPRI 信號

　　c.提升硬件以支持納秒級的時鐘戳精度， 并實現(xiàn)在OTN上傳送高精度時間的機制

　　通過提升和優(yōu)化，OTN 3.0能滿足5G承載中L1層的需求，成為5G承載中L1層的理想選擇。它和底下的光層交叉（ROADM），上面的分組交換或三層路由共同組成了完整的多層次的5G承載網(wǎng)。每個層次上可以獨立交叉或交換，最大限度地減低了網(wǎng)絡時延，擴大了網(wǎng)絡容量。

　　在這方面，美高森美長期聚焦OTN和5G X-Haul的研究與開發(fā)，希望將OTN 3.0優(yōu)勢引入5G承載中。最新發(fā)布的DIGI-G5產(chǎn)品已是第五代OTN芯片，是第一款完全支持OTN 3.0 的產(chǎn)品。DIGI-G5具有單片600G的OTN交換處理能力，支持靈活的超100G速率，在時延，時間戳精度，功耗等設計上都做了大幅度優(yōu)化和改進，能完全滿足OTN3.0和5G承載的要求。

　　美高森美通信業(yè)務部門副總裁兼業(yè)務部經(jīng)理Babak Samimi表示：“我們的DIGI OTN處理器組合在促進服務提供商網(wǎng)絡轉換為大規(guī)模部署100G OTN交換網(wǎng)絡方面發(fā)揮了重要作用。我們的DIGI-G5開創(chuàng)先河，通過三倍的端口密度和每端口降低50%的功耗，幫助業(yè)界實現(xiàn)太比特可擴展性，過渡到新的OTN 3.0架構?！?/p>

　　DIGI-G5能夠實現(xiàn)OTN 3.0，足夠應付超100G的時代。此外，Microsemi也積極參與業(yè)界聯(lián)盟和標準化組織，共同推廣和優(yōu)化OTN技術。作為“下一代光傳輸網(wǎng)絡論壇 （NGOF）“創(chuàng)始成員之一，美高森美和業(yè)界伙伴緊密合作，研究制定新一代OTN技術方案和標準。

　　·OTN 1.0基于10G點對點波分復用（WDM）連接。

　　·OTN 2.0建立在OTN交換上，是當今的主流100G光連接。

　　·OTN 3.0有助于新的25GE、50GE、200GE、400GE和FlexE接口通過新的400G OTN、OTUCn和FlexO交換連接進行傳輸。

　　據(jù)悉，美高森美經(jīng)過現(xiàn)場驗證和運營商認證的DIGI OTN交換軟件開發(fā)套件（SDK）提供了一個應用驅動的硬件抽象層（HAL），它將業(yè)務路徑設置簡化為幾個應用程序接口（API）調(diào)用，從而幫助OEM加快開發(fā)周期。DIGI-G5的板上ARM處理器可以通過從主機中央處理單元（CPU）中卸載復雜和時間關鍵的操作（如業(yè)務路徑配置、保護交換和開銷管理），以實現(xiàn)Tbps應用性能。DIGI-G5允許OEM廠商根據(jù)需要，通過軟件定義網(wǎng)絡（SDN）控制的網(wǎng)絡架構來擴展他們的軟件性能。