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5G时代光传送网技术白皮书总结

核心内容

5G技术的快速发展对承载网络提出了新的挑战，特别是在带宽、时延、时间同步和灵活组网等方面。光传送网（OTN）作为承载5G业务的关键技术，具备大带宽、低时延、高可靠性和灵活组网等优势，能够有效满足5G对承载网络的多样化需求。随着5G网络的演进，光传送网技术也在不断升级，以适应更复杂的业务场景。

主要观点

• 5G业务需求：5G业务分为eMBB（增强型移动宽带）、uRLLC（高可靠低时延通信）和mMTC（大规模机器通信）三大类，分别对带宽、时延和时钟同步精度提出了不同的要求。
• 5G网络架构演进：5G RAN架构从BBU的两级结构演进为CU、DU和AAU的三级结构，其中CU/DU分离和合设两种模式对承载网架构产生影响。
• 核心网云化与下移：5G核心网云化和下移趋势显著，MEC（移动边缘计算）和New Core（新核心）的互联需求催生了灵活、高带宽、低时延的承载方案。
• 光传送网的承载能力：OTN具备刚性透明管道、OAM机制、高带宽和低时延等优势，能够有效支持5G不同场景下的业务需求。

关键信息

5G承载需求

1. 大带宽需求：5G基站带宽需求较LTE提升10倍以上，核心层带宽需求预计初期超过6T，成熟期超过17T。
2. 低时延需求：uRLLC业务要求时延达到0.5ms，eMBB业务要求时延在4ms左右，回传和中传网络需支持低时延传输。
3. 高精度时间同步需求：5G TDD业务同步精度要求达到±1.5us，未来需进一步提升到ns级别。
4. 灵活组网需求：支持IP寻址和转发，实现灵活的业务连接。
5. 网络切片需求：5G网络切片支持不同业务对带宽、时延、QoS等差异化需求，OTN具备天然切片承载能力。

光传送网承载方案

1. 前传承载方案：

   • 光纤直连方案：适用于光纤资源丰富的区域，但成本高。
   • 无源WDM方案：节省光纤资源，但存在波长通道数少、运维复杂等局限。
   • 有源WDM/OTN方案：支持灵活组网，具备更高的可靠性和运维能力，适用于多种场景。

2. 中传/回传承载方案：

   • 分组增强型OTN+IPRAN方案：支持路由转发功能，满足IP化承载需求。
   • 端到端分组增强型OTN方案：避免跨专业协调问题，提升网络统一管理能力。

3. 数据中心互联方案：

   • 大型数据中心互联：需采用高维ROADM和OTN技术，实现大容量高速互联。
   • 中小型数据中心互联：根据5G发展分三个阶段，初期使用ODUk，中期采用ROADM，后期使用高维ROADM和FlexO技术。

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，用于前传场景，提升传输效率。
   • 中长距低成本相干技术：基于硅光技术，实现低成本、高容量传输。

2. 低时延传输与交换技术：

   • ROADM全光组网调度技术：减少光-电-光转换，实现超低时延。
   • 超低时延OTN传送技术：通过优化封装、映射和复用层级，实现更低的单点时延。

3. 高智能的端到端灵活调度技术：

   • ODUflex灵活带宽调整技术：支持灵活调整带宽，实现高效资源利用。
   • FlexO灵活互联接口技术：支持N*100G短距互联，实现设备间灵活连接。
   • 传送SDN快速业务随选发放技术：通过SDN实现端到端网络管控，提升业务发放效率。

技术演进趋势

• 传输效率提升：非相干和相干技术的发展将推动传输速率和带宽的提升。
• 低时延优化：通过减少复用层级、优化封装流程、采用ROADM和FlexO技术实现。
• 网络灵活性增强：ODUflex、FlexO和SDN技术结合，实现灵活的带宽和资源调度。
• 智能化与云化：传送SDN、OTN与IPRAN的融合、数据中心互联的智能化管理，是未来发展趋势。

总结

5G时代的光传送网将面临大带宽、低时延、高精度时钟同步和灵活组网等多重挑战。OTN技术凭借其大带宽、低时延和灵活调度能力，成为5G承载网的重要基础。随着技术的不断演进，如ODUflex、FlexO、ROADM和传送SDN等，光传送网将能够更好地满足5G业务的多样化需求，实现高效、可靠和灵活的承载能力。未来，OTN技术将继续完善和创新，以支持5G网络的持续发展。