探秘面向5G的承載網(wǎng)持續(xù)演進(jìn)

　　從2G時(shí)代的語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主，到3G時(shí)代的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)興起，再到4G時(shí)代視頻業(yè)務(wù)的走紅，通信技術(shù)的發(fā)展悄然改變?nèi)藗兊纳?。未?lái)5G將滿足移動(dòng)互聯(lián)和萬(wàn)物互聯(lián)的發(fā)展需求，超高清、4K和浸入式視頻的流行將會(huì)驅(qū)動(dòng)帶寬速率大幅提升。承載網(wǎng)作為拉通無(wú)線和核心網(wǎng)之間的管道傳輸平臺(tái)，需要滿足未來(lái)5G時(shí)代帶寬速率快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)以及為各種業(yè)務(wù)的差異化需求提供保障。

　　面向5G的承載網(wǎng)需要以太網(wǎng)帶寬持續(xù)演進(jìn)

　　按照NGMN標(biāo)準(zhǔn)化組織提供的無(wú)線基站帶寬估算方法可以推導(dǎo)出，面向5G的承載網(wǎng)需具備接入環(huán)50GE～100GE、匯聚環(huán)200GE～400GE的組網(wǎng)能力。NGMN認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)5G時(shí)代業(yè)務(wù)功能，無(wú)線頻譜效率相比4G時(shí)代的頻譜效率需要大大提升，5G基站峰值帶寬和均值帶寬也將大幅提升。對(duì)于典型站型4G和5G共基站站址， 5G承載網(wǎng)對(duì)接入環(huán)帶寬的需求比現(xiàn)在的10GE環(huán)帶寬平均提升3倍左右。按照移動(dòng)實(shí)際流量平均每年61%的增長(zhǎng)速度，以及考慮接入?yún)R聚收斂比，則匯聚環(huán)帶寬的需求將超過(guò)100GE。

　　光接口的技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈的支持是影響帶寬發(fā)展方向的重要因素。近年來(lái)，隨著25G 光電器件在產(chǎn)業(yè)鏈趨于成熟，25GE/50GE光接口得到快速發(fā)展并逐步應(yīng)用于大型數(shù)據(jù)中心互聯(lián)，其憑借高速率、高性價(jià)比和低功耗的優(yōu)勢(shì)而倍受青睞。采用25G光電器件加50G PAM4(四階脈沖幅度調(diào)制)模塊的50GE光模塊，只需內(nèi)置一路單通道光收發(fā)組件就能獲得較高的光接口速率，實(shí)現(xiàn)方案非常簡(jiǎn)潔;相比而言，基于四路10G光電器件或者四路25G光電器件實(shí)現(xiàn)的40GE/100GE光模塊內(nèi)置多通道光收發(fā)組件，實(shí)現(xiàn)代價(jià)更高。

　　圖1：基于25G光電器件及PAM4模塊的50GE光模塊

　　5G承載網(wǎng)接入層在10GE帶寬不夠、100GE商用普及尚早的情況下，采用50GE組網(wǎng)將給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)最優(yōu)性價(jià)比的解決方案;基于四通道光收發(fā)組件和50G PAM4模塊實(shí)現(xiàn)的200GE光模塊，業(yè)界也能快速實(shí)現(xiàn)并應(yīng)用于5G承載網(wǎng)匯聚層組網(wǎng)。接入層50GE組網(wǎng)和匯聚層200GE組網(wǎng)將為5G承載網(wǎng)早期建設(shè)打下商用基礎(chǔ)。

　　國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織和產(chǎn)業(yè)持續(xù)推動(dòng)以太網(wǎng)健康發(fā)展

　　以太網(wǎng)誕生的前30年中，產(chǎn)生了從10M～100GE的6種以太網(wǎng)速率。以太網(wǎng)以其先天具備的實(shí)現(xiàn)靈活、操作簡(jiǎn)化和部署經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)，在全球獲得廣泛普及并不斷豐富完善。2016年5月IEEE 成立802.3cd Task Force，瞄準(zhǔn)基于PAM4技術(shù)的50GE以太網(wǎng)接口以及以此為基礎(chǔ)的100GE/200GE以太網(wǎng)接口的標(biāo)準(zhǔn)化，將會(huì)幫助未來(lái)成本優(yōu)化的高速率解決方案盡早實(shí)現(xiàn)。此外，400GE以太網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)802.3bs已經(jīng)通過(guò)草案，預(yù)計(jì)將在2017年發(fā)布。未來(lái)以太網(wǎng)的演進(jìn)將持續(xù)擁有強(qiáng)大生命力。

　　基于接口通道化實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分片的靈活以太網(wǎng)(Flexible Ethernet)，支持提供差異化業(yè)務(wù)體驗(yàn)的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，成為5G承載網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵方向。2016年3月光聯(lián)網(wǎng)論壇OIF組織正式發(fā)布基于100Gb/s速率的第一代Flex-ETH標(biāo)準(zhǔn)。Flex-ETH定義為以太網(wǎng)L2/L1層之間的中間層，支持將多個(gè)速率的PHY捆綁在一個(gè)MAC層以提供更高速率的Bonding方案，滿足超密集區(qū)域靈活大帶寬承載需求;可以實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)接口速率按需配置，不同接口之間業(yè)務(wù)相互隔離，當(dāng)前配置顆粒度為5Gb/s，在下一代Flex-ETH標(biāo)準(zhǔn)中將達(dá)到1G/ps顆粒度;可以通過(guò)專用硬管道來(lái)保證服務(wù)質(zhì)量和安全，提供低時(shí)延解決方案;未來(lái)還將不斷與網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)相融合，支持承載網(wǎng)持續(xù)演進(jìn)和5G業(yè)務(wù)的發(fā)展。

　　國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織和產(chǎn)業(yè)多年來(lái)支持IEEE802以太網(wǎng)技術(shù)，致力于推動(dòng)以太網(wǎng)接口廣泛的互聯(lián)互通，尋求新的應(yīng)用來(lái)不斷擴(kuò)展以太網(wǎng)市場(chǎng)。

　　華為推出單端口200GE線卡，領(lǐng)跑以太網(wǎng)超寬管道

　　隨著4.5G/5G帶寬需求持續(xù)增長(zhǎng)，IP承載網(wǎng)帶寬將基于現(xiàn)網(wǎng)持續(xù)演進(jìn)，200GE與100GE將成為匯聚層的基本速率，并會(huì)得到廣泛部署。當(dāng)前，200GE交換網(wǎng)、背板、連接器、業(yè)務(wù)處理芯片產(chǎn)業(yè)鏈趨向于成熟，200GE光模塊部件關(guān)鍵技術(shù)也已經(jīng)具備。200GE模塊封裝、連接器、光器件與100GE可以共用產(chǎn)業(yè)鏈，光模塊廠家均可快速研發(fā)生產(chǎn)。200GE模塊相比100GE模塊容量提升一倍，功耗并不明顯增加。200GE實(shí)現(xiàn)方案相比400GE實(shí)現(xiàn)方案內(nèi)置光收發(fā)組件通道數(shù)更少、功耗更低，長(zhǎng)距能力更易實(shí)現(xiàn)。200GE與100GE以及未來(lái)的400GE將長(zhǎng)期共存。

　　為匹配無(wú)線空口技術(shù)的快速發(fā)展和用戶流量激增對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)的沖擊，2016年華為推出支持Flex-ETH的200GE線卡，提供單端口200GE超寬管道，助力運(yùn)營(yíng)商從容應(yīng)對(duì)承載網(wǎng)對(duì)大帶寬的需求。隨著2017年400GE以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3bs的即將推出，華為將進(jìn)一步推出單端口400GE解決方案以應(yīng)對(duì)承載網(wǎng)平滑升級(jí)。

　　華為IP承載網(wǎng)解決方案，支撐視頻業(yè)務(wù)及未來(lái)5G的長(zhǎng)期演進(jìn)，滿足未來(lái)5～10年承載網(wǎng)演進(jìn)及帶寬增長(zhǎng)的需求，與運(yùn)營(yíng)商一起構(gòu)筑面向未來(lái)最佳體驗(yàn)的精品承載網(wǎng)。