面向五G承载创新解决方案ZTE专题培训ppt课件.ppt
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1、汇报提纲,网络架构及关键技术,5G承载需求,建网思路探讨,5G承载实践,5G关键能力指标,流量密度(Mbit/s/m2),连接密度(devices/km2),网络能效,峰值速率(Gbits/s),用户体验速率(Mbits/s),频谱效率,移动性(km/h),时延(ms),IMT-2020,IMT-Advanced,1,10,1x,350,10,105,106,1x,100 x,10,0.1,20,100,3x,500,1,关键挑战1:单站带宽需求,5G基站峰值相比4G,有几十倍的提升,对现网设备(特别是接入层)带来巨大挑战,注:数据来源于中移集团公司LTE规划,VS,现有4G承载网带宽规划,关
2、键挑战1:网络带宽需求,5G的承载网带宽规划与站型、站密度相关,存在较大的不确定性,需要承载网支持线路容量可平滑扩展能力,核心层,汇聚层,接入层,骨干汇聚,每个骨干汇聚点 下挂6个汇聚环骨干汇聚点下行方向端口需求 8*400G骨干汇聚点上行方向带宽 = 汇聚环带宽*汇聚环数*收敛比,每个汇聚环有6个普通汇聚节点每对汇聚点下挂4个接入环汇聚环带宽 = 接入环带宽*3*4*收敛比,热点区域:接入环4个节点,平均每个接入节点接入2个5G基站一般区域:接入环8个节点,每个节点接入1个5G基站接入环带宽=单站均值*(N-1)+单站峰值(高频场景下计算高频站峰值),网络模型与计算方法,核心调度层:根据地市
3、规模部署,调度层下挂骨干汇聚点,每个核心调度层设备,下挂24个骨干汇聚点;核心落地点:根据地市规模部署,每地市部署12对核心落地点;,场景1:热点区域1个接入环4个节点,平均每节点带2个5G站(其中4个高频站,4个低频64T64R),场景2:一般区域1个接入环8个节点,每节点带1个低频站(8个低频站16T16R,1个站取峰值),关键挑战2-低时延,T5,T0,T2,T4,T3,T6,eCPRI/CPRI,5G AAU,eMBB,5G CN,CU,DU,T1,DU,5G CN,CU,T0,T2,T6,T5,eCPRI/CPRI,5G AAU,uRLLC,5G CN,T1,5G CN,DU+CU,
4、DU+CU,eMBB端到端时延: (T0+T1+T2+T3+T4+T5+T6)x2+T720ms承载网时延需求:(T1+T3+T5)x2+T714.4ms eMBB场景承载网单向时延需求:T1+T3+T56.2ms,uRLLC 端到端时延 : (T0+T1+T2+T5+T6)x2+T75ms承载网时延需求:(T1+T5)x2+T73.2ms uRLLC场景承载网单向时延需求:T1+T51.1ms,典型时延需求:20ms,典型时延需求:5ms,T7,T7,注:1ms极限时延uRLLC场景,业务处理在站点完成,承载不参与,需要结合路径优化、减少节点数量、降低节点处理时延等因素,整体降低承载网时延,
5、按照应用分析,时延要求较宽松,适合于演进场景使用,关键挑战3:网络灵活,5G采用超密集组网技术(UDN),基站密度更高,站间协同是必选功能,东西向流量带宽需求相比4G会增加核心网云化后部署在边缘DC中,边缘DC之间的东西向流量需要动态疏导MEC下沉到边缘汇聚层,MEC之间会产生东西向流量; 同时MEC和边缘DC之间也产生南北向流量(内容下载),MEC,MEC,MEC,EPC Pool,5G承载网趋向于Full Mesh全连接,现有网络架构(L2+L3)需要重新设计,关键挑战4:网络分片,超高清视频播放,密集人群宽带接入,工业自动控制,传感器网络,5G网络标准需要无线/承载/核心网端到端切片,对
6、承载设备而言,需要底层支持切片的能力,关键挑战5:IPv6,国办IPv6推进计划包括互联网业务平台、网络基础设施、应用基础设施、网络安全四个领域其中基础设施包括无线和固网改造,无线部分LTE端到端网络IPv6改造无线和CN网络地址:BBU/DU/CU/CN等节点地址为网络地址,未来5G基站直接采用IPv6地址承载网上承载的IP业务特征:当前无线RAN之间,RAN和CN,CN与CN之间采用IPv4承载,回传中业务都是IPv4报文,CN业务上Internet目前也都是用IPv4地址,4G阶段,核心网之间已经引入IPv6需求,IPv6是国家战略,5G基站及核心网接口都会采用IPv6地址,承载网支持V
7、4/V6双栈成为必选项,关键挑战6:高精度时间同步,连续/非连续载波聚合,5G,多点联合发送,CoMP JT 65 ns,CA功能将跨越不同的BBUGPS误差,承载网误差都会影响CA同步精度,5G 基站的覆盖面积小于4GCoMP JT 用于降低干扰提升用户终端吞吐量,5G,5G,1.8G,2.6G,3.5G,26G,900M,GPS天线安装难,120净空,同时定位3颗卫星,馈线安装难,馈线长,敷设困难,尤其是室内基站馈线安装更困难,成本,每基站均需配置一套GPS系统,维护困难,基站数目多,GPS维护点多,GPS易受干扰,信号劣化、信号丢失、伪GPS干扰需要通过逐个站点关闭信号排查问题,5G时间
8、同步精度要求更高,基站部署GPS运维难度大、成本高,5G需求促进承载网技术演进,单站能力提升10100倍广覆盖低频站密度是LTE基站的11.2倍密度,流量模型复杂:基站协作、核心网和基站云化带来的泛在灵活连接4G和5G融合组网带来的双连接,5G承载网分片,基础网络虚拟化,满足一网多用 承载网分片和核心网、基站分片的端到端统一编排,不同业务存在差异化的时延要求URLLC业务对承载网络时延、可靠性和安全性提出苛刻要求,5G基础业务需要1.5us的时钟同步协同业务需求,预计同步精度指标也会缩小,具体指标待研究,汇报提纲,网络架构及关键技术,承载需求及业界进展,建网思路探讨,5G承载实践,CU/DU分
9、离对承载的网络要求,5G的基站功能重构为CU和DU两个功能实体。CU与DU功能的切分以处理内容的实时性进行区分。,CU(Centralized Unit):主要包括非实时的无线高层协议栈功能,同时也支持部分核心网功能下沉和边缘应用业务的部署,5G的基站功能重构:,CU:,DU(Distributed Unit):主要处理物理层功能和实时性需求的层2功能。考虑节省RRU与DU之间的传输资源,部分物理层功能也可上移至RRU实现,DU:,基站重构为CU和DU两个逻辑网元,可以合一部署,也可以分开部署,根据场景和需求确定 网元之间的网络功能重构,如部分核心网功能下沉至CU BBU部分功能上移至RRU/
10、AAU,原BBU基带功能部分上移,以降低DU-RRU之间的传输带宽,AAU:,对承载网络架构的影响,回传:4G/5G双连接、基站协同、DC互通流量需要就近转发,L3到边缘,中传:与回传接入位置重合带宽与回传相当,对uRLLC业务存在低时延需求,RAN切分带来的多种部署方式,接入机房,CU,AAU/RRU,AAU/RRU,接入机房,AAU/RRU,AAU/RRU,AAU/RRU,回传核心汇聚,综合业务接入机房,回传核心汇聚接入,综合业务接入机房,CU+DU集中,AAU/RRU,回传核心汇聚接入,光纤直驱或前传网,回传核心汇聚,回传接入(中传),回传接入(中传),光纤直驱或前传网,5G时代,以DC
11、为中心的云化网络架构,5G核心网虚拟化,部署到以DC为中心的云化网络架构中; BBU裂化为DU/CU,CU虚拟化部署;,CU,DU,RF,BBU,4G BBU架构,本地传输网,以DC为中心的云化网络架构,中传,前传,NGC,EPC,回传,前传,回传,MEC,MEC,核心网虚拟化,部署到DC中MEC部署到边缘汇聚层,uRLLC用户面下沉到MEC,BBU裂化为CU/DU,部分功能迁移到AAU,部分功能迁移到CU承载网络分为前传(eCPRI接口)、中传(分组)、回传三部分,2G,5G,3G,4G,4G RRU,基于SPN的5G传输网目标架构,n*200GE/400GE,DU,DU+CU,DU,SPN
12、基于FlexE/SR/200GE/L3VPN/SDN等新技术,打造大带宽/低时延/灵活连接的本地传输网络,核心汇聚采用SPN Over OTN架构,SPN通过100GE/200GE接口组网,为5G业务提供超大带宽资源OTN采用超100G组网,为SPN提供100GE/200GE客户侧接口,传统OTN无法给SPN提供100GE/200GE承载能力接入层采用100GE组网,实现5G基站业务的接入,满足前传/中传/回传统一承载的大带宽需求通过部署FlexE/SR/IPv6等技术,满足5G业务承载的关键需求,前传可选承载方案,5G AAU,5G AAU,eCPRI 3*25GE,eCPRI 3*25GE
13、,4G RRU,CPRI 3*10G,光纤直驱,DU,AAU,AAU,AAU,OTN,AAU,AAU,DU,AAU,无源波分,AAU,AAU,DU,AAU,Packet Transport,AAU,AAU,DU,AAU,优点:简单、开通快成本低、时延小缺点:光纤资源消耗大无OAM和保护,优点: 节省光纤资源 完善的OAM和网络保护缺点: 成本较高 不具备统计复用能力,优点: 节省光纤资源 完善的OAM和网络保护 时延低缺点: 带宽偏小,适用小集中,优点: 节省光纤资源 成本低缺点:业务无法监控无网络保护,前传OTN方案,OTN,AAU,10G/100G/200G FlexO,n*10G CPR
14、I,n*25GCPRI/eCPRI,5G DU,OTN,室外型或室内型,AAU,AAU,RRU,RRU,4G BBU,接入机房,基站,RRU,节省光纤:灰光双纤双向,或彩光单纤双向大带宽传送:单站点100G或200G,适合规模部署多制式前传:支持CPRI、eCPRI,兼容4G和5G适合大规模CRAN组网下的前传,完善的OAM:LOS/LOF/DEG/BDI/BEI/AIS/FEC/PT/TTI/DM/CSF/SSF无损传输:业务透传,硬管道隔离安全可靠:如果有冗余路由,可提供1+1保护,前传SPN方案,eCPRI和CPRI业务采用FlexE物理层透传技术创新的物理层压缩技术可节省带宽 ,100
15、GE的通道同时传送 1个5G站和1个LTE基站前传业务,3x25GE+3x9.8Gbps 采用低成本100GE硅光模块作为线路侧适合小规模CRAN组网下的前传,FlexEShim,FlexE,eCPRIAdaptor,eCPRI,100GEOptical Module,Client,Client,CPRI Adaptor,CPRI,eCPRI,PHY,CPRIdecoder,FlexEshim,CPRIadaptor,FlexEClient_Tx,PHY,CPRIencoder,CPRIadaptor,FlexEClient_Rx,CPRI,FlexE,PHY,PCS_Rx,FlexEshim
16、,PCSadaptor,FlexEClient_Tx,PHY,PCS_Tx,PCSAdaptor,FlexEClient_Rx,eCPRI,FlexE,DU,5G RRU,3G/4G/4.5G RRU,CPRI,eCPRI,Packet Transport,100G FlexE,5G前传切片,TDM-like Channel,TITAN,固移融合:密集城区共享ODN,低时延前传满足5G uRLLC,TV,低时延前传技术和架构,满足5G uRLLC应用,WDM-PON 5G前传方案的优势波长可调可管,简化运维;- 相比彩光模块的无源波分方案;共享FTTX 无源光纤网络;- 相比有源波分方案;共享
17、固网WDM-PON的产业链优势(WDM-PON可用于企业专线接入);-相比波分方案可以灵活连接RRU和DU,提供冗余和保护,支持跨DU的协同;-相比DU内置WDM-PON方案支持按业务分流、汇聚和切片;-相比DU内置WDM-PON方案,WDM-PON,ONU,AWG,FMC ONU,10G PON,Splitter,5G,Mobile,TV,SPN中回传方案,接入层,UNI侧提供10GE/25GE接口,NNI侧提供100GE接口汇聚/核心层,支持n*200GE/400GE接口基于FlexE端口捆绑,可实现100GE400GE的大带宽低成本解决方案提供完善的多层次OAM及保护机制,快速故障检测和
18、定位,实现快速保护倒换,5G时代的城域DCI互联承载,5G时代核心网虚拟化,部署在边缘DC中,边缘DC之间存在东西向DCI流量需求同时MEC部署到普通汇聚层节点,MEC内容和边缘DC之间存在南北向流量承载需求(内容下发),同时MEC之间也存在东西向流量(热点内容交互)在网络上创建一个新的DCI互联L3VPN,实现边缘TIC、MEC之间的Mesh互联需求,SPE普通汇聚,TPE核心,5G CN,SDN控制器,FlexE实现带宽按需扩展,为网络分片提供支撑,为网络分片提供支撑,大带宽灵活扩展,FlexE: 带宽按需扩展,线路侧带宽不断递增,端口绑定(多虚一),混合应用(多虚多),子速率通道化(一虚
19、多),满足客户多场景需求,MAC与PHY实现解耦,流量增长趋势,伴随无线流量递增,传统方式光模块需要不断更替: GE, 10GE, 100GE ,400GE. 带来投资的不断增长,200GE/300GE,通过FlexE技术,捆绑成一个超100G接口,SE-XC有利于实现分组网扁平化,传统IPRAN网络,A,B,B,A,A,A,B,B,A,A,A,A,A,A,A,A,B,采用FlexE增强技术分组网络拓扑与物理网络解耦,有助于分组网扁平化,采用分组隧道VPN进行不同业务逻辑隔离,采用H-QoS调度,不能避免流量突发带来的影响,采用FlexE时隙实现不同类型业务通道的物理隔离,在每个通道可独立部署
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