面向5G业务的OTN承载思路探讨

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　　摘  要：该课题对面向5G业务的OTN承载思路进行探讨。首先对面向5G业务的OTN承载组网构架进行简述，并对面向5G业务的OTN中传和回传承载策略进行介绍，采用E-OTN功能不仅实现微妙级时延和大带宽的通信业务传输，而且能够组网灵活汇聚和转发。同时对面向5G业务的OTN承载关键技术进行分析，其中包含速率快成本低的传输能力、光电混合型调度、us级延时传输及转发、面向5G业务的OTN承载的标准化、高精度的时钟同步、光网络和分组的结合，以适应未来5G通信网络技术发展，满足组网灵活性、低时延、带宽大和系统容量高的通信需求。
　　关键词：5G业务  OTN承载  通信  关键技术
　　中图分类号：TN929.5    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）08（a）-0026-02
　　当前，第五代通信技术（5G技术）是已成为通信领域中最热门的研究课题方向之一，5G通信网络相对于4G网络通信技术而言，其业务特征主要体现时延低、带宽大以及海量通信等方面，因此需对承载网提出更高的要求，以提高组网灵活性、降低时延通信、增加带宽需求和系统容量。光传送网（Optical Transport Network，简称OTN）可实现成本低和传输速率的传送能力、容量大的光电混合调度、微妙级时延和大带宽的灵活配置等功能，能够更大的符合社会发展的需求。因此，OTN技术如何能够在5G通信领域中与其他技术相比中富有竞争性，已成为当前通信领域的研究重点。该课题将对面向5G业务的OTN承载思路进行了探讨，其中包含面向5G业务的OTN承载组网构架简述、OTN中传和回传承载策略、OTN承载关键技术的介绍和分析，目的在于以适应未来5G通信网络技术发展，满足组网灵活性、低时延、带宽大和系统容量高的通信需求。
　　1  面向5G业务的OTN承载组网构架简述
　　面向5G业务的OTN承载组网构架中，系统考虑到日常通信网络和系统设备的维护，最好将多协议标签交换（IP/MPLS）网络技术仅安装在汇聚通信机房中。接入层节点利用以太网/多协议标签交换传送应用、光纤/波长、OTN链路等多种策略连接至汇聚机房相关设备上。利用部署策略的不同，5G技术的OTN承载设备可分接入、汇聚、核心3种类型的设备，其中接入设备又可以定义为分组式接入设备、透传式接入设备。而汇聚设备是城域网地边缘接点，汇聚通信机房对于各大运营商而言有重要的作用，应考虑将波分多路复用WDM/OTN下沉至节点100～200G间以满足5G综合业务的承载，通信设备的交换容量应达到0.5～1Tbit/s之间。同时，因通信网络结构复杂、宽带大以及通信距离等方面影响，可使用基于波分多路复用WDM技术的网络汇聚层实现组网功能。考虑到业务因社会需求不同而存在偏差，因此接入层上的节点设备应按照需求进行部署。
　　2  面向5G业务的OTN中传和回传承载策略
　　集中单元和分布单元间通常利用环网实现中传，并使用基于WDM/OTN技术达到波长一跳中间点即可直达的目的，符合微妙级时延和大带宽的需求，从而满足5G不同业务的要求。考虑的站点不同其分布单元的容量也会有所不同，因此设置各个传送站点的波长速率以匹配分布单元容量的要求，同时考虑到未来业务的扩展，每个传送站点备有冗余，且升级时不对其他的传送站点造成影响。当OTN技术具有E-OTN功能时，在集中单元站点中具有汇聚及转发更加灵活，在分布单元站点能将多个分布单元的信息实现汇聚和收敛。当分布单元业务数量较小的情况下，可采用灵活速率光数字单元的子波长相互关联组合为分组环，多个站点的业务能够统计复用，增强带宽的使用率。当分布单元业务数量较大的情况下，可采用灵活速率光数字单元的子波长利用光层中间站点一跳直达集中单元的站点，实现延时低和组网灵活性的目的。
　　各个分布单元之间利用OTN技术相互联，利用分布单元间的流量统计合理安排带宽资源使用率。面向5G业务的回传技术通过使用分组增强性的OTN技术来达到，不仅可以实现微妙级时延和大带宽的通信业务传输，而且能够组网灵活汇聚和转发。考虑到回传网结构的复杂性，OTN之间的节点应根据颗粒的大小采用基于光域和电域的混合调度方案实现网灵活性、降低时延通信、大带宽的目的，并最大限度地降低系统功耗。网络汇聚层一般采用环网，线路侧波速可达0.1Tbit/s及以上，并使用四维的ROADM和容量10T的电交叉。网络核心层一般采用Mesh网，线路侧与上述相同，并使用九维至二十维之间的ROADM及高容量的电交叉。
　　3  面向5G业务的OTN承载关键技术
　　（1）速率快成本低的传输能力。速率在0.1Tbit/s及以上的中远距离网络信号传送以相干技术为主。同时，PAM4调制技术和DMT调制技术的光接口可作为功率损耗和成本降低，传输速率快地一种新型选择。（2）采用光电混合型调度，实现组网灵活配置，增加宽带利用率。在核心层和汇聚层中增加光电混合，从而能够灵活调度光域和电域的业务，确保路径多样化，增加通信网络的安全可靠性。（3）us级延时传输及转发。OTN技术中自动整理内部资源、降低系统缓冲时间，优化时钟频率，从而实现us级延时传输及转发，确保业务的需求发展。（4）面向5G业务的OTN承载的标准化。考虑到面向5G业务的OTN承载需求，制定OTN承载标准化能有效地提高运行速率、降低运营成本、组网灵活性，各大运营商共同提出了基于M-OTN的移动承载优化策略。（5）高精度的时钟同步。OTN技术在调节频率的同时对相位进行控制调节，保证两个相邻站点之间的同步误差不高于1T。并利用优化时钟同步融合策略、复帧定位触发等方式改进时钟同步精确度。（6）光网络和分组的结合。OTN技术不仅能够灵活地处理小颗粒的通信业务，而且能够很好地传输大颗粒的通信业务，支持信息统一传输，有效的降低的设备复杂性和成本维护，符合5G通信业务的发展需求。
　　4  结语
　　该课题对面向5G业务的OTN承载思路进行了探讨。首先对面向5G业务的OTN承载组网构架进行简述，将多协议标签交换（IP/MPLS）网络技术仅安装在汇聚通信机房中。其次分别对面向5G业务的OTN中传和回传承载策略进行了介绍，采用E-OTN功能不仅实现微妙级时延和大带宽的通信业务传输，而且能够组网灵活汇聚和转发。最后对面向5G业务的OTN承载关键技术进行分析，其中包含速率快成本低的传输能力、光电混合型调度、us级延时传输及转发、面向5G业务的OTN承载的标准化、高精度的时钟同步、光网络和分组的结合，以适应5G通信网络技术发展，满足组网灵活性、低时延、带宽大和系统容量高的通信需求。
　　参考文献
　　[1] 王振.面向5G的M-OTN光传送网承载方案[J].电子技术与软件工程，2018（19）：14.
　　[2] 荆瑞泉，李俊杰，唐建军.基于OTN的5G承载技术和方案探討[J].信息通信技术与政策，2018（9）：31-35.
　　[3] 李俊杰，荆瑞泉，唐建军.5G对承载网提出多种新要求OTN/WDM技术将是优异选择[J].通信世界，2017（28）：46-48.
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