5G时代光传送网技术白皮书_38页_3mb

5G时代光传送网总结

核心内容

5G网络的出现推动了光传送网（OTN）技术的快速发展，为满足大带宽、低时延、高精度时钟同步和灵活组网等需求，OTN在5G承载网中发挥着关键作用。OTN结合了光域传输和电域处理的优势，具备端到端透明管道、强大组网能力、长距离大容量传输等特性，成为5G承载网的重要基础。

主要观点

• 5G业务特征：5G支持eMBB、uRLLC和mMTC三大类业务，分别对应大带宽、低时延和多连接的需求，对承载网提出了严格的性能要求。
• 5G网络架构演进：5G RAN架构演进为CU、DU和AAU三级结构，推动承载网向树形结构发展，以降低时延。
• 光传送网技术优势：OTN具备大带宽、低时延、高可靠性、支持网络切片和灵活调度等能力，能够满足5G多业务场景下的承载需求。
• 关键技术演进方向：包括低成本大带宽传输、低时延传输与交换、高智能端到端灵活调度等，以应对5G对OTN的性能和功能挑战。

关键信息

5G承载网结构

5G承载网分为三部分：前传（AAU-DU）、中传（DU-CU）、回传（CU-核心网）。其中，前传带宽需求最高，需支持高达20Gbps的传输能力。

前传承载方案

1. 光纤直连方案：适用于光纤资源丰富的区域，但资源占用大。
2. 无源WDM方案：通过波分复用技术节省光纤资源，但存在波长通道数受限、运维复杂等问题。
3. 有源WDM/OTN方案：支持灵活组网、提供环网保护，适用于复杂场景，但成本较高。
4. 下一代无源DWDM方案：通过集中光源和可调谐光模块，降低成本并提升运维效率。

中传/回传承载方案

• 分组增强型OTN：具备强大的帧处理能力，支持IP化承载，满足5G多业务需求。
• 统一承载方案：中传和回传可采用统一的OTN承载方案，通过优化封装、映射和路由转发实现低时延和高效率。
• 网络切片承载方案：
  • ODUflex：支持灵活带宽调整，适用于业务颗粒度小于逻辑管道的场景。
  • FlexO：支持灵活的短距接口，用于设备间互联和域间通信。
  • 传送SDN：实现业务随选发放，提升网络资源利用率和业务服务质量。

光传送网关键技术演进

1. 低成本大带宽传输技术：

   • 短距非相干技术：如DMT和PAM4，可实现2~4倍带宽提升。
   • 中长距相干技术：基于硅光技术的低成本相干模块，支持100G~400G速率，适用于中/回传场景。

2. 低时延传输与交换技术：

   • ROADM全光调度：实现光层一跳直达，降低时延。
   • 超低时延OTN：通过优化封装时隙、简化映射流程和复用层级，实现1us量级时延。

3. 高智能端到端灵活调度技术：

   • ODUflex：支持灵活带宽配置，满足不同业务颗粒度需求。
   • FlexO：实现短距灵活互联，支持N*100G速率。
   • 传送SDN：实现网络资源的智能调度和业务快速发放，提升网络灵活性和智能化水平。

5G光传送网演进趋势

• 带宽提升：从25G/50G到100G/400G，满足5G海量数据传输需求。
• 时延优化：从10us~20us降低至1us量级，通过优化OTN结构和引入SDN等技术实现。
• 灵活调度：通过ODUflex、FlexO和ROADM等技术实现带宽灵活配置和业务隔离。
• 智能化与云化：结合SDN和传送网切片技术，实现网络资源的动态管理和统一调度，提升网络效率和业务体验。

技术应用建议

• 前传：根据光纤资源和业务需求选择光纤直连、无源CWDM/DWDM或有源DWDM方案。
• 中传/回传：采用分组增强型OTN方案，结合IP路由转发、QoS控制和SDN技术，实现高效承载和灵活调度。
• 数据中心互联：大型数据中心采用高纬度ROADM和OTN技术实现高速互联；中小型数据中心采用FlexE和FlexO技术实现灵活组网和本地化业务承载。

未来展望

随着5G业务的不断扩展，OTN将向更高带宽、更低时延、更灵活调度和更智能管理方向演进。同时，OTN与SDN、IP化技术的融合将进一步提升网络的灵活性和可管理性，为5G提供高效、可靠、智能的承载方案。