迎接规模部署元年,中国移动今年在8个城市连续

2019-10-24 23:58栏目:通讯产品
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飞象网讯8月8日消息,在近日举行的“5G光电核心技术论坛”上,中国移动通信研究院网络与IT技术研究所传送与接入网研究室室经理张德朝介绍:“中国移动在今年9月底前,将在40个城市部署5G网络。其中在8个城市(北京、上海、杭州、苏州、武汉、广州、成都、雄安)采用新建SPN方式,数万站部署规模,实现连续覆盖。在其余城市以PTN扩容承载,进行小范围覆盖。预计到明年大规模部署SPN。”

C114讯 8月7日消息昨日,在“5G光电核心技术论坛”上,中国移动通信研究院网络与IT技术研究所传送与接入网研究室室经理张德朝表示, 5G对带宽、时延、时间同步提出10倍以上更为严苛的要求。为了满足这些严苛的需求,中国移动提出SPN新型技术体系。

C114讯 6月10日消息我国5G商用牌照已于近期发放,这无疑让运营商网络建设步伐进一步加快。

5月16日~17日,由工业和信息化部指导、中国通信学会主办、信通传媒和百卓网络承办的"2019年世界电信和信息社会日大会"在北京新世纪日航饭店召开。本次会议规模盛大,围绕5G预商用设置了边缘计算、5G承载、物联网、终端等多个分论坛,聚焦5G建网、5G商用等热点话题,解读ICT领域2019~2020年发展的关键问题。

经过4年发展,SPN已经从概念、方案到产品,并开始商用部署。张德朝表示:“SPN已经形成端到端产业链,凝聚运营商、设备商、器件商、芯片商、仪表商,在标准制定、技术创新、测试验证等领域深度协作。”

据张德朝介绍,SPN以其新L3层、新光层、新管控、新交叉、新同步等新五大关键技术,在L0层-L3层实现技术突破,并且可实现大带宽、低时延、网络切片、L3灵活连接、高精度同步和SDN管控,从而来满足5G承载需求。

5G作为与3G/4G完全不同的通信技术标准需要全新的承载技术来进行支撑。在技术的选择上,中国移动没有选择IP RAN或者OTN的方式,而是选择了SPN。这意味着SPN能否快速成熟可商用直接关系到中国移动5G建设进程。

在5月16日召开的“2019 MEC技术与产业论坛”上,来自电信运营商、设备商、应用方案提供商、研究机构等200余人齐聚一堂,共议5G与边缘计算发展之关键。会上,中国移动通信研究院Fellow,网络与IT技术研究所传送与接入网研究室经理张德朝发表了题为《SPN技术稳步发展,迎接规模部署元年》的主题演讲。

目前ITU-T已经确立了基于MTN的SPN标准体系,与SDH、OTN等一样建立了一套完整的传输技术体系。此外,在OIF、IETF、CCSA等标准化组织也正在同步推进SPN接口、L3转发等关键技术标准。

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对此,中国移动介绍,经过技术方案和标准研究、实验室测试、现网试点,在产业链共同努力下,SPN技术已基本成熟具备规模试商用条件,希望产业链共同努力继续进一步完善,迎接即将到来的5G规模部署元年。

图片 2以下为演讲内容。

而SPN以其新L3层、新光层、新管控、新交叉、新同步等新五大关键技术,在L0层-L3层实现技术突破,并且可实现大带宽、低时延、网络切片、L3灵活连接、高精度同步和SDN管控,从而来满足5G承载需求。

SPN产业链已成熟

经历3年发展已基本成熟 具备规模试商用条件

张德朝:首先介绍一下中国移动在5G领域中关键的进展。首先是5G承载的需求,三年前我们提出了SPN的技术理念,跟业界一块做了相关的技术推动,包括技术研发工作。目前SPN取得了可喜的成绩。我们提出了五大关键技术,构成了SPN的基石,一个是管控,把它整个管理起来。L3层,我们提出了SR-TP的技术。再往下是新交叉和新同步超高精度。接下来是新的光层,包括前传和中传等。伴随五大技术的发展,过去一两年我们也遇到并且解决了三大主要的技术分歧,面向L3层的功能,我们也知道SRv6是我们主要的方向。目前在SPN层面我们达成了一致。后面我的报告围绕这几大关键技术上的重点进展给大家做一个报告。

在SPN光层方面,面向5G及其他业务的带宽快速增长,传输网络各层需要相应的高速率的光模块,需推动模块成熟和降低成本。张德朝指出,在SPN接入层,应该联合业界尽快推动50G单纤双向的成熟和量产;在SPN核心汇聚层,根据应用场景可支持灰光或彩光。

具体来看,在电层,SPN的新型In-band OAM机制支持随路、端到端的业务性能监测,主要包括单节点上K业务流检测能力以及丢包、时延跨域检测;另外,TSN与SPN SE通道的结合,可支持各种颗粒业务确定性时延,包括TSN MAC可提供L2层小颗粒度的确定性时延转发;其次,SPN SE通道能够提供L1层大颗粒度的确定性低时延转发;以及,G.mtn SE通道为固定速率的通道,能够简化TSN MAC的处理模型和方案。

早在2016年,中国移动就对5G进行需求分析、确定性能指标;在2017年提出创新5G传输技术方案SPN,并完成架构和方案设计,针对光层、G.MTN、SR灵活连接、高精度同步和SDN等关键技术进行研究;而从2018年至今,中国移动开始对设备研发、现网测试、标准立项等进行推进。

首先我们回顾一下,从2016年,中国移动对5G的需求,包括关键的带宽时延的技术指标进行了深入的分析。2016年开始也提出了SPN的技术架构和技术体制,架构、方案和关键技术等系统性的研究,持续了三年的时间。从2017年下半年开始在产品的研发和产业推动这块,进行了重点的推进。,前取得了比较好的进展。这是整体的进展情况。后面看一下关键的进展:首先是新管控,引用原生SPN实现统一的管控,存量层面上原生的管控是非常困难的,而SPN作为新的技术是得天独厚的优势,总得设计思路管控一体集中为辅,转发方面我们保持了轻量级的层面。我们整个的架构和上层的OSS和管控一体的服务器。北向和南向接口实现协议,北向接口我们会进一步推动标准化的进展,彻底的打通端到端的管控流程。

因此,中国移动积极推动50GE PAM4 BiDi光模块的标准完善和产品成熟。制定企业标准,并联合企业加快推动标准制定,明确中心波长、功率预算、封装方式、功耗等核心指标。目前,50G PAM4的器件及芯片、光模块、测试仪表等产业链已经逐步完善,多厂家测试,功能、性能指标良好,并且支持异厂家的互联互通。

另外,在SPN光层方面,面向5G及其他业务的带宽快速增长,传输网络各层需要相应的高速率的光模块,需推动模块成熟和降低成本。具体来看,张德朝认为,在SPN接入层,应该联合业界尽快推动50G单纤双向的成熟和量产;在SPN核心汇聚层,根据应用场景可支持灰光或彩光。

目前,中国移动已经联合产业链在ITU-T、IETF、CCSA等推进SPN标准立项,如SPN已成为ITU-T新一代传送网核心标准G.mtn;OIF设立SPN传送层标准FlexE 2.1,FlexE 2.1标准保障了5G传输网中能够采用信道化的50GE光接口,降低5G传输网络光接口成本;

SRv6,在2017年11月我们国家发布了SRv6部署规划,我们根据要求把SRv6作为SPN基本的要求,这两种技术我们也做了分析,左边是SR-MPLS的技术方案,在这之间加了一个转发标签,逐级的弹出,到最上面的节点的时候标签只剩下一层了,SRv6的方案在IPv6SRH这一层,每一级的标签位于IPv6的扩展头位置。我们可以看到整个的转发效益,对芯片硬件资源的消耗比较小。对于我们线网的3G、4G之间,我们在spN分组里,跟PTN的处理是兼容的,包括OAM也嵌入。SRv6可以更好的兼容三层路由器的大网。SRv6相对来说比较适合那边。

另外,在电层SPN的新型In-band OAM机制支持随路、端到端的业务性能监测,主要包括单节点上K业务流检测能力以及丢包、时延跨域检测;另外,TSN与SPN SE通道的结合,可支持各种颗粒业务确定性时延,包括TSN MAC可提供L2层小颗粒度的确定性时延转发;其次,SPN SE通道能够提供L1层大颗粒度的确定性低时延转发;以及G.mtn SE通道为固定速率的通道,能够简化TSN MAC的处理模型和方案。

为此,中国移动积极推动50GE PAM4 BiDi光模块的标准完善和产品成熟。制定企业标准,并联合企业加快推动标准制定,明确中心波长、功率预算、封装方式、功耗等核心指标。目前,50G PAM4的器件及芯片、光模块、测试仪表等产业链已经逐步完善,多厂家测试,功能、性能指标良好,并且支持异厂家的互联互通。

IETF设立SPN分组层标准Path Segment,Path Segment标准提出了一种新的SR segment基础类型,实现5G传输网的分组层的可靠传送;

后面是新光层,首先我介绍一下新光层总体的要求,首先是核心层,包括复杂性比较高,成本也比较高,第二是接入层使用50GE,接入层的传输距离10公里的速度,有一部分是40公里的传输需求。另外是前传这块,下一步需要推动的问题更多,我们现在有新的方案正在推动相关的技术研究和产业的工作。首先看一下核心汇聚层采光的问题,方案一是SPN端到端的,核心汇聚层我们整个网络的流量或者带宽无法满足,在我们很多的省市都在做这样的工作,把100G的OTN进行下沉和汇聚。在汇聚层下沉4—20波,核心层10—40波,汇聚核心层如果不加以规划的话会面临两张网络,一张是OTN,一张是SPN。在汇聚核心层起到统一承载的作用,这个方案是有比较明显的优势的,首先OTN定位综合承载的平台,从而降低整个网络的成本。第二,结合WDM,我们灵活的拓展网络的带宽。 一般是CDC,对于我们的需求,我们只要求第一个C就行了,我们的汇聚层只要求东西向的两维就可以了。核心层3—5维就满足我们的要求了。

此外,SPN引入SDN技术,采用SDN架构实现网络统一管控,满足新业务快速上线、差异化SLA、智能运维等需求。并且中国移动积极推进北向接口标准化,统一北向接口模拟、层次化控制器,从而实现跨厂家跨域业务集中控制;另外,中国移动也在为推进南向接口从控制到性能管理到功能管理,逐步实现收敛而努力。

CCSA已立项SPN总体技术要求、SPN设备技术要求、超高精度时间同步接口要求等系列标准。

第二,实现上,大家知道都是采用MCS来满足,我们不需要进行相关的复杂的调整,在某一些器件上就可以简化,进一步来降低成本。

在标准化方面,张德朝介绍,目前ITU-T已经确立了基于MTN得SPN标准体系,与SDH、OTN等一样建立了一套完整的传输技术体系。此外,在OIF、IETF、CCSA等标准化组织也正在同步推进SPN接口、L3转发等关键技术标准。

在产业链支持方面,目前SPN已经汇集了华为、中兴、烽火、爱立信、诺基亚等设备厂商;盛科、博通等商用芯片厂商、光迅、旭创、海思、Oclaro、Oplink、Finisar、Sumitomo、Acacia、Inphi、Fujitsu、三菱等光模块厂商;ixia、思博伦、EXFO等测试仪表厂商。

第三,波长规划也不需要那么多。整个的成本我们也是定制化的方案。正好匹配我们整个SPN的需求。这也有一定的挑战,毕竟将分组的技术领域和OTN两大领域在系统产品和转发、管控层面都做了有机的融合。后面我们会联合产业链加快完善,实现统一系统,统一的管控。

SPN已具备商用部署条件

更值得一提的是中国移动已完成全系列SPN设备实验室测试与现网试点。在实验室测试中,SPN已完成5个设备厂家5类、12款、120余台全系列设备测试,进行了25G、50GE、100GE、200GE、彩光测试,以及us级超低时延,切片硬隔离和软隔离,L3连接SR-TP、SR-BE,支持ns级高精度同步,支持SDN管控。

下面是接入层,我们看一下带宽需要多大的带宽,在之前我们做了带宽的分析,因为我们在半年前我们按照100兆来规划的,忙时是3个G,业务流量没有起来的时候,25G也能用,现在有两个比较大的变化,一个是单站从100调整到160G作为以后统一的目标方案。这样单站均值从3G到4.8G,整个接入带宽到42G,比以前大多了。另外是低端的场景集中的规模不大,5G的时候因为前端机房的压力,很多省市用C-RAN来集中建站,未来5G的流量的应用,100兆需要接入带宽25—50G,160兆基本需要50G的带宽了。对于C-RAN的场景下需要50—100G的带宽。我们看成本,对于50G的PAM4,采用的是25G光管芯,通过编码技术实现速率翻倍,量产后成本预计相对于25G增加10—20%,设备成本增幅更低。电信的特点是随着量成本下降也比较快。成本预计25G光模块增加10—20%。

“5G商用,承载先行”,特别是在工信部正式向运营商发布5G商用牌照之后,SPN何时开始商用部署成为业界关注的重点。

同时,中国移动还在多城市完成SPN百站规模试点验证,完成5G业务连接能力、切片能力、同步能力、管控能力等多项验证。

综合这些因素,我们最终决定采用更高性价比50G的光模块来满足带宽的要求,另外我们考虑到端到端同步的需求,希望彻底的来解决双向的不对称带来的误差。50GBiDi也是一个关键的需求。前传我们需要什么样的器件?如果我们按照160M来规划的话,每个AAU需要具备2个25G端口,假定按照4G200万基站计算,23G光模块数量1200万。前传技术来说,对于传输具体比较短的,几百米的,如果光纤资源充足的话,还是优选光纤直驱的方案。如果采用双纤双向WDM需要两根光纤,6个波长。如果是单向光纤,那么一个物理站我们需要12个波长。综合现在的技术标准、产业成熟度和技术的可实现性和性能,包括承载的综合力还看,一个是25G的WDM方案,可以满足需求。传输距离比较远,需要进一步拓展通道数,需要产业链进一步的支持。

据了解,经过4年的励精图治,SPN已经从概念、方案到产品,并开始商用部署。张德朝表示:“SPN已经形成端到端产业链,凝聚运营商、设备商、器件商、芯片商、仪表商,在标准制定、技术创新、测试验证等领域深度协作。”

对光层提出新要求

第二,12波的方案,根据我们的需求需要进一步调整。系统性能还需要进一步的验证,因为12波现在的产品方案把4波跳过去了,所有采购的接口光纤采捕采用无水光纤。前面的方案需要收敛和明确,这样整个产业提供精力推动技术的加快和发展。

据张德朝介绍,中国移动在今年9月底前,将在40个城市部署5G网络。其中在8个城市(北京、上海、杭州、苏州、武汉、广州、成都、雄安)采用新建SPN方式,数万站部署规模,实现连续覆盖。在其余城市以PTN扩容承载,进行小范围覆盖。预计到明年大规模部署SPN。

由于5G前传网络和回传网络对光层的需求不同,光模块的种类和要求也不同。针对光层,中国移动解决核心汇聚层SPN集成彩光 vs 灰光技术分歧,SPN集成Nx100G WDM提供大带宽综合业务承载。

系统层面,主要的几个痛点,BU和AAU配备彩光模块,这种模式缺乏管理的手段,因为无线的设备不会感知你彩光模块的波长。另外对ODN故障是无感知的,运维上需要人工进行光模块的识别,这是整个运维上的调整也比较大。在DU这一侧,实现有源的设备,在远端服务器在AUU上配备彩光模块,是可管可控的系统,把远端的彩光模块进行系统级的管理。这块是新的方案。后面我们也会明确技术方案和产业的联合推进工作。

张德朝呼吁,SPN已成熟并且正式启动了规模部署,并在ITU-T等各大标准组织立项,希望后续在产业链各合作伙伴的共同努力下,进一步推动设备和模块完善,有力支撑5G大规模发展。

中国移动认为,SPN集成WDM具有可简化网络层次,降低网络成本;灵活扩展网络带宽,采用简化的ROADM实现业务灵活穿通和上下的优势。但其也存在传统分组和OTN两大领域在系统产品的转发、管控层面的有机融合的挑战。中国移动希望,联合产业链加快进一步完善功能,实现同一系统、统一管控。

这是五个设备厂家,提供12款和120余台设备完成试点。2018年10月份,ITU-T新一代传送网核心标准G.mtn。SPN在ITU-T标准立项,标志着传输领域中国通信产业链已经逐步进入到原始创新阶段。从提出立项请求到18年10月获批,历时两年,会下与主席和报告人进行充分沟通,解决了ITU。另外管理层对新技术的立项非常的审慎,特别是技术体制的立项,我们不仅要说清楚我们的需求,我们的应用场景,还需要我们的核心技术,甚至细节。不光我们在会议上讲解,还要在会下进行积累和沟通。左边这个是ITU主席,邀请了标准化核心的团队给他们逐一的解答技术细节,让ITU的管理层逐步的理解、认可了我们ITU的理念和体制,后续的工作也超出了我们原来的预期。下一步我们也在各方面进行了立项和推进工作。截止到目前SPN形成了运营商、设备商、器件等完整的产业链。以上是我的报告内容,我们也希望今后和产业界一道努力,进一步推进SPN基础进一步完善,特别是SR-MPLS的标准化工作。谢谢!

在接入层,中国移动解决接入层50G PAM4 BiDi vs 10G/25G技术分歧,采用更高性价比的50G 满足带宽和时间同步需求。

中国移动介绍,50G PAM4采用25G光管芯,通过编码技术实现速率翻倍,量产后成本预计相对于25G增加10-20%,设备成本增幅更低。

在前传上,中国移动认为,低成本的25G BiDi光模块是关键单元,但当前尚无支持12波及以上的低成本25G WDM方案产品。

目前,5G前传xWDM方案亟需收敛和明确,以促进技术和产业加快成熟;25G LAN-WDM具有色散代价低、传输距离远的优势,需进一步扩展通道数;25G CWDM部分厂家已支持12波方案,系统性能有待进一步验证。

为此,中国移动将推动系统方案和光模块发展,并探讨单独采购光模块匹配技术方案需求。

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