以太網(wǎng)的5G蛻變：FlexE Tunnel

　　面對5G時代萬物互聯(lián)的多場景、差異化需求，5G的承載將迎來前所未有的機遇和挑戰(zhàn)，承載網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的顛覆性變革也將勢在必行。

　　對于5G承載網(wǎng)絡(luò)，除了大帶寬技術(shù)，同時要考慮業(yè)務端到端、流量物理隔離、低時延、網(wǎng)絡(luò)保護等電信網(wǎng)絡(luò)需求。針對5G網(wǎng)絡(luò)的承載需求，中興通訊創(chuàng)新性地提出了Flexhaul解決方案。Flexhaul是全新一代面向5G承載的端到端網(wǎng)絡(luò)解決方案，提供基于SDN的從L3到L0的完整技術(shù)體系，架構(gòu)如下圖1所示。Flexhaul方案在L3支持L2/L3VPN業(yè)務，在L2支持SR/MPLS技術(shù)，L1支持FlexE技術(shù)，并在標準的FlexE技術(shù)上進行了創(chuàng)新和擴展，實現(xiàn)了L1層的端到端隧道FlexE Tunnel，提供L1的交換、OAM和保護; 在L0支持DWDM技術(shù)，提供了網(wǎng)絡(luò)的良好擴展性，確保了后續(xù)的平滑演進。

　　圖1. 中興通訊5G Flexhaul承載方案架構(gòu)

　　Flexhaul支持扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，基于FlexE 技術(shù)實現(xiàn)多波長、多鏈路的帶寬綁定，可靈活的擴展組網(wǎng)容量，極大地增強了帶寬的擴展性。為了滿足5G uRLLC低時延業(yè)務，中興通訊創(chuàng)新的FlexE Tunnel技術(shù)將FlexE從接口級擴展到網(wǎng)絡(luò)級技術(shù)，并提供基于FlexE Tunnel的網(wǎng)絡(luò)分片，滿足低時延高可靠性的需求。如下圖2所示，F(xiàn)lexhaul可基于FlexE Tunnel將網(wǎng)絡(luò)資源(包括帶寬、時延處理功能、CPU、VPN等)切分出多個虛擬的端到端網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)切片在轉(zhuǎn)發(fā)面、控制面、管理面上實現(xiàn)邏輯隔離，適配各種類型服務并滿足用戶的不同需求。同時，基于FlexE tunnel技術(shù)的保護倒換能做到1ms以內(nèi)，把電信級保護提升到了工業(yè)控制級。針對uRLLC業(yè)務， 采用FlexE tunnel技術(shù)，解決了波長穿通方案業(yè)務顆粒度過大、承載效率偏低的問題，軟切片技術(shù)時延偏大、無法物理隔離的問題。

　　圖2. 基于FlexE Tunnel的網(wǎng)絡(luò)切片

　　下面我們來重點解析5G Flexhaul承載解決方案的創(chuàng)新技術(shù)-FlexE Tunnel。

　　一、FlexE起源--業(yè)務速率和物理端口的解耦

　　2011年1月，OIF(Optical Interconnection Forum)成立靈活以太網(wǎng)研究小組，2015年7月發(fā)布草案，2016年3月發(fā)布靈活以太網(wǎng)(FlexE)的1.0標準內(nèi)容(OIF-FLEXE-01.0)，目前正在起草2.0標準內(nèi)容。FlexE 技術(shù)在以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了業(yè)務速率和物理通道速率的解耦，物理接口速率不必再等于客戶業(yè)務速率，可以是靈活的其他速率(比如客戶業(yè)務速率是400GE，但物理通道PHY 的速率是100GE 或其他速率)?？蛻魳I(yè)務不一定在一個物理通道上傳遞，而是由多個物理通道捆綁起來形成一個虛擬的邏輯通道來傳遞。業(yè)務速率和物理通道速率解耦后，客戶業(yè)務速度可以是多樣的，物理通道的速率也是多種速率，相互獨立，這樣大帶寬的客戶業(yè)務可以用標準的25GE/100GE速率接口，通過端口捆綁和時隙交叉技術(shù)輕松實現(xiàn)業(yè)務帶寬25G->50G->100G->200G->400G->xT的逐步演進，解決了高速物理通道性價比不高的問題。

　　圖3. FlexE技術(shù)實現(xiàn)靈活速率

　　二、FlexE Tunnel技術(shù)--FlexE的端到端網(wǎng)絡(luò)級擴展

　　FlexE技術(shù)起初只是為了解決大帶寬傳輸問題，在標準制定時重點考慮點到點的應用場景，所以目前的標準FlexE 技術(shù)是一種物理接口的技術(shù)，在組網(wǎng)應用、端到端承載、業(yè)務保護上缺少考慮。中興通訊在現(xiàn)有FlexE技術(shù)標準的基礎(chǔ)之上進行了一系列的技術(shù)擴展和完善工作，除了提供大帶寬擴展技術(shù)之外，業(yè)界首家基于FlexE提出系列革命性技術(shù)-FLexE Tunnel。FlexE tunnel 是一條超低時延、物理隔離、高可靠性的端到端管道，根據(jù)客戶帶寬需求在FlexE 通道層建立，可以根據(jù)客戶帶寬的動態(tài)需求靈活調(diào)整。通過FlexE時隙交換、OAM擴展、超快保護倒換技術(shù)，將FlexE從點對點接口技術(shù)拓展為端到端組網(wǎng)技術(shù)FlexE Tunnel，為5G承載端到端解決方案提供了重要的技術(shù)支撐。采用中興通訊擴展的端到端FlexE Tunnel解決方案能夠為運營商提供以下優(yōu)勢：

　　設(shè)備級超低時延轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)

　　FlexE技術(shù)通過時隙交叉技術(shù)實現(xiàn)基于物理層的用戶業(yè)務流轉(zhuǎn)發(fā)，用戶報文在網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點無須解析，業(yè)務流轉(zhuǎn)發(fā)過程近乎實時完成，實現(xiàn)單跳設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)時延小于0.5?s，為承載超低時延業(yè)務奠定了基礎(chǔ)。

　　圖4. FlexE交換實現(xiàn)超低時延轉(zhuǎn)發(fā)