烽火范志文詳解5G承載新訴求：FitHaul為5G成功鋪平道路

　Iccsz訊 5G作為當前ICT業(yè)界最熱門的話題之一，代表了人們對未來生活的憧憬與向往。它將把歷代移動通信以人為核心的連接延伸向萬物互聯(lián)，推動數(shù)字化社會的全面到來，并從根本上改變整個世界的運轉方式。

　　“5G成功、承載先行”，承載網(wǎng)絡是影響到5G產(chǎn)業(yè)化進程的關鍵因素。但在同時，5G網(wǎng)絡需求和網(wǎng)絡架構相對以往的2G/3G/4G也將發(fā)生很大變化，帶寬、時延、時間同步等多方面功能和指標的更高訴求，都給承載網(wǎng)絡帶來了巨大的挑戰(zhàn)——隨著5G腳步漸近，已經(jīng)是時候為此做好準備。

　　在2017世界移動大會·上海期間，烽火通信以“5G聯(lián)接、云網(wǎng)承載”為主題，發(fā)布了面向5G的FitHaul全新承載解決方案，充分展現(xiàn)其泛在、超寬、極簡、隨需的構網(wǎng)理念。這亦是烽火作為ICT主流廠商，推動5G產(chǎn)業(yè)化的重要實踐。

　　烽火通信網(wǎng)絡產(chǎn)出線總裁范志文

　　“烽火的定位是5G時代光網(wǎng)承載的使能者、推動者和運營商首選合作伙伴，這也是我們作為光通信專家的產(chǎn)業(yè)責任。”在發(fā)布會后的媒體專訪中，烽火通信網(wǎng)絡產(chǎn)出線總裁范志文向記者表示。他指出，正如FitHaul 5G承載解決方案所展示的，烽火無論在超高速傳輸(400G/1T)、超大容量、硅光子集成、高精度時鐘同步，還是在新型以太網(wǎng)接口、SDN/NFV等方面均持續(xù)投入、提前布局，將會與同行一起為5G時代中國在世界范圍內實現(xiàn)“5G引領”的戰(zhàn)略目標貢獻力量。

　　5G成功承載先行

　　以往的2G/3G/4G移動通信技術已經(jīng)深刻地改變了人們的生活，而5G將更進一步，在為個人移動寬帶業(yè)務體驗帶來革命的同時，將開啟萬物互聯(lián)下的全行業(yè)數(shù)字化。其與云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬增強現(xiàn)實等技術的深度融合，將成為社會進步的基石與源動力。

　　根據(jù)IHS年初最新發(fā)布的報告顯示，到2035年，5G將在全球創(chuàng)造12.3萬億美元經(jīng)濟產(chǎn)出;而僅5G價值鏈就將創(chuàng)造3.5萬億美元產(chǎn)出，同時創(chuàng)造2200萬個工作崗位;5G價值鏈平均每年將投入2000億美元，持續(xù)拓展并增強網(wǎng)絡和商業(yè)應用基礎設施中的5G技術;2020年至2035年間，5G對全球實際GDP增長的貢獻預計將相當于一個與印度同等規(guī)模的經(jīng)濟體。也因此，中國、美國、歐洲、日韓在內的主要經(jīng)濟體均在加速推進5G的試點和產(chǎn)業(yè)化。

　　“在這樣一個時間節(jié)點，借助移動世界大會這樣一個具有全球性影響力的平臺來發(fā)布5G承載解決方案可謂正當其時，讓業(yè)界了解到5G承載已經(jīng)就緒。”范志文表示，作為與5G無線網(wǎng)絡配套的底層基礎，承載網(wǎng)絡相當于5G端到端高速公路，其技術上是否可行直接決定了5G網(wǎng)絡部署的速度和規(guī)模，必須提前做好規(guī)劃布局。

　　隨著技術方案的迅速收斂，預計3GPP第一個5G版本協(xié)議R15將于2018年6月完成，主要聚焦eMBB場景;第二個版本協(xié)議R16將于2019年12月完成，滿足ITU定義的全部場景需求。在我國，IMT-2020(5G)推進組也已牽頭制定了包括技術研發(fā)試(2015-2018年)和產(chǎn)品研發(fā)試驗(2018-2020年)兩個大階段的試點計劃。當前，階段一的“單基站性能和網(wǎng)絡設備測試”已經(jīng)在北京懷柔進行，今年9月即將進入包含“5G系統(tǒng)的組網(wǎng)技術性能測試、5G典型業(yè)務演示”的下一步驟，“屆時就需要承載網(wǎng)絡的配合”。

　　而根據(jù)烽火綜合全球各國、各大運營商計劃和標準化進程判斷，2017年5G的焦點是架構設計和技術驗證、2018年進行互操作的預商用試點、2019年進行大規(guī)模預商用試點、最終為2020年及以后的大規(guī)模正式商用做準備。

　　5G承載新訴求全解讀

　　2015年，ITU正式定義了5G的三類典型應用場景，包括eMBB(型移動寬帶增強)、mMTC(大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng))、uRLLC(超高可靠超低時延通信)，由此演繹描繪的未來生活令人期待不已——一方面，5G將為用戶提供超高清視頻、下一代社交網(wǎng)絡、浸入式游戲等更加身臨其境的業(yè)務體驗，促進人類交互方式再次升級;另一方面，5G將支持海量的M2M通信，以智慧城市、智能家居等為代表的應用場景與移動通信深度融合，預計將有千億量級的設備接入5G網(wǎng)絡。更重要的是，5G還將以其超高可靠性、超低時延的卓越性能，引爆車聯(lián)網(wǎng)、移動醫(yī)療、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等垂直行業(yè)應用。

　　為支撐上述這些關注點不同的愿景與目標的實現(xiàn)，5G對承載網(wǎng)絡的要求也較之歷代移動通信有著顯著差異和提升，烽火基于與業(yè)內標準組織、運營商的研究分析，將之歸納為網(wǎng)絡架構、帶寬、時延、時鐘同步及業(yè)務靈活調度。

　　范志文細數(shù)說，網(wǎng)絡架構在5G時代的主要變化包括核心網(wǎng)全面云化，從集中式演變?yōu)榉稚⑹?采用C-RAN架構以實現(xiàn)靈活的無線資源管理和功能部署，滿足移動邊緣計算的需求;理論上基站覆蓋半徑更短、密度更大，對熱點高容量地區(qū)還會采用超密集組網(wǎng)。這些變化也對承載領域產(chǎn)生了巨大影響，核心網(wǎng)業(yè)務錨點下移，回傳網(wǎng)絡更加扁平化;C-RAN架構帶來更多的前傳訴求，前傳網(wǎng)絡要滿足低成本、靈活組網(wǎng)的需求;光纖進一步下移，需要部署更多的承載節(jié)點。值得注意的是，由于5G將推動運營商參與到全行業(yè)的數(shù)字化轉型中，其所面向的應用場景也將呈爆發(fā)式增長，為支持一張物理網(wǎng)絡同時面向不同的應用，網(wǎng)絡切片成為必須。

　　根據(jù)標準定義，5G基站帶寬均值將超過1Gbps、峰值更是超過10Gbps，無論對前傳網(wǎng)絡還是回傳網(wǎng)絡均提出了很高的帶寬要求。業(yè)務層面，當前IEEE等標準組織正在進行25GE、200GE和400GE等新型以太網(wǎng)業(yè)務接口定義;傳輸層面，當前100G已在干線、城域層面廣泛部署，未來將進一步通過現(xiàn)網(wǎng)平滑升級演進至100G。

　　為滿足VR/AR、高清視頻等eMBB場景需求，要求業(yè)務時延由端到端20ms縮減到端到端2ms以內。業(yè)界現(xiàn)今正聚焦通過采用高速業(yè)務接口、大容量節(jié)點設備并結合優(yōu)化的處理器架構等技術，來實現(xiàn)低時延轉發(fā)。同時，5G時代由于載波聚合、多點協(xié)同、5G超短幀結構、高精度定位等新技術的應用，要求基站間滿足百納秒級的超高精度，5G系統(tǒng)端到端定時誤差預算要求在±130ns以內、高精度局部定位要求在±10ns。

　　此外，面向5G提供端到端服務的關鍵，在于解決下一代無線接入網(wǎng)絡中多種異構資源的聯(lián)合調度與高效適配，即解決業(yè)務接入過程中的無線網(wǎng)絡、前傳網(wǎng)絡、回傳網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡之間的高效互通，打通無線接入側、匯聚側與核心側的數(shù)據(jù)傳輸通道。通過引入SDN，可以實現(xiàn)控制層面和轉發(fā)層面的解耦，使網(wǎng)絡更開放，從而靈活支撐上層業(yè)務和應用。

　　FitHaul：5G承載無憂

　　本次大會期間，烽火正式發(fā)布了FitHaul 5G承載解決方案。該方案是業(yè)界首個聚焦于5G承載領域的解決方案，體現(xiàn)了烽火作為光通信專家在相關領域的領先實力與沉淀。

　　范志文告訴記者，為滿足5G時代eMBB、uRLLC、mMTC三類典型應用場景在“大帶寬、低時延、高精度、安全性、移動性、廣覆蓋、低功耗”等多個方面的差異化訴求，FitHaul 5G承載解決方案提出構建以數(shù)據(jù)中心(DC)為核心的云化網(wǎng)絡架構，引入FlexE、B100G、SR、SDN、eClockSync等5G承載的關鍵技術，為用戶提供更低時延、更高精度、更靈活的網(wǎng)絡承載和業(yè)務感知。

　　“‘5G聯(lián)接、云網(wǎng)承載’是我們解決方案的靈魂，本質是基于SDN技術、NFV技術、云平臺技術來構建面向5G的承載網(wǎng)，有三個云化、解耦、軟件化內涵。首先5G將實現(xiàn)全業(yè)務的云化，其背后這些設備也將池化、交換局會DC化，要求打造一張DC互聯(lián)、‘網(wǎng)隨云動’的承載網(wǎng)絡;不僅如此，烽火認為應在控制面集中部署簡化網(wǎng)絡、用戶面功能則貼近用戶部署，從而提供最佳的業(yè)務體驗;軟件化提供網(wǎng)絡能力開放，面向DevOPS為新業(yè)務創(chuàng)新提供全業(yè)務生命周期的開發(fā)、測試、上線和運營一體化環(huán)境和管理平臺，更好地促進業(yè)務創(chuàng)新。”他展開道。

　　FitHaul 5G承載解決方案集中展示了烽火對5G時代承載網(wǎng)絡發(fā)展方向的思考與洞察。比如針對超低時延，烽火在設備轉發(fā)方面基于“不同特性業(yè)務適配不同最短路徑的”思路，創(chuàng)新性地引人FlexE Shim層交叉、低抖動隊列、TSN MAC、Cut-through等技術實現(xiàn)超低時延轉發(fā);在線路傳輸時延優(yōu)化方面，基于與上海電信的深入合作提出Mesh化立體組網(wǎng)并結合光電混合交叉技術，從網(wǎng)絡架構和拓撲上有效降低線路傳輸時延。

　　針對超高精度時鐘同步，烽火在系統(tǒng)上全面優(yōu)化時鐘布局，對系統(tǒng)內部時鐘信號延時進行精確測量和補償，提高同步系統(tǒng)內同步精度，消除時鐘信號同步和發(fā)送的誤差;架構上采用全新時鐘芯片平臺方案和雙時鐘互視構架，為時間同步提供高穩(wěn)定、高可靠的時鐘基礎。具體技術上，烽火突破時間戳技術設計出精度優(yōu)于±1ns的時間戳單元，能夠極大降低時鐘測量誤差;通過超高精度同步算法，完成最終的時鐘信號同步調整，實現(xiàn)單節(jié)點時鐘同步精度優(yōu)于±5ns。

　　面向不同垂直行業(yè)的差異化訴求，現(xiàn)實中不可能為每一個應用場景部署一張獨立網(wǎng)絡，網(wǎng)絡切片將在5G發(fā)展中扮演重要角色。烽火通過引入FlexE技術實現(xiàn)了一張物理網(wǎng)絡對不同場景業(yè)務的承載，可以做到在硬件資源上共享同一個端口同一根光纖鏈路，而轉發(fā)面互相硬件隔離互不影響。

　　同時，FitHaul 5G承載解決方案是FitNet云網(wǎng)一體化整體解決方案面向5G的應用，延續(xù)了FitNet泛在、超寬、極簡、隨需的特性。范志文對此也進行了解讀，泛在，即光無所不在，網(wǎng)絡全覆蓋、業(yè)務全連接，以一體化平臺實現(xiàn)前傳、中傳和回傳業(yè)務統(tǒng)一接入與承載;超寬，提供從25G、100G到N*100G、N*400G全場景的大容量管道，同時具備超低時延、超高精度、綠色低功耗新內涵;極簡，F(xiàn)lexE實現(xiàn)業(yè)務歸一化承載，SDN與SR實現(xiàn)面向客戶的敏捷服務提供，讓網(wǎng)絡建、維、管極致簡化;隨需，FitHaul與5G云高度協(xié)同，實現(xiàn)帶寬、網(wǎng)絡、策略隨需。

　　在承載網(wǎng)絡架構轉型實踐方面，烽火還助力上海電信部署了全球規(guī)模最大的OTN+ROADM光電混合交叉城域POTN網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡的建設以DC業(yè)務為核心構建大容量、低時延、高可靠的城域光傳送網(wǎng)絡，為5G承載網(wǎng)絡的構建提供了借鑒思路。

　　廣泛合作云網(wǎng)一體

　　“承載網(wǎng)絡面向5G的發(fā)展，需要匯聚眾力、共同推動，烽火已經(jīng)與產(chǎn)業(yè)鏈上下游展開了廣泛合作。”范志文表示，我國“十三五”規(guī)劃綱要中明確提出“積極推進第五代移動通信(5G)和超寬帶關鍵技術研究，啟動5G商用”，烽火是“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”專項中“5G網(wǎng)絡與業(yè)務”項目主要成員單位之一。目前，烽火已經(jīng)與中國移動、中國電信和中國聯(lián)通，以及西班牙電信、MegaFon、馬來西亞電信等領先運營商就5G承載解決方案和關鍵技術進行了廣泛、緊密的探討與合作，并根據(jù)運營商網(wǎng)絡各自特點和訴求形成了有針對性的解決方案。

　　據(jù)介紹，承載網(wǎng)絡相關標準主要由ITU-T、IEEE、OIF三大標準組織進行制定，其中業(yè)內普遍認為5G時代普遍會被采用的25GE、400GE以太網(wǎng)標準接口由IEEE牽頭制定，預計2018年發(fā)布;支撐5G承載網(wǎng)物理層切片的FlexE相關標準由OIF牽頭制定，其中FlexE 1.0版本已在2016年發(fā)布，針對5G應用場景的FlexE2.0版本預計在2018年發(fā)布;5G承載所需的超100G業(yè)務映射、成幀相關標準G.709當前已發(fā)布G.709V5中間版本，正式版本將在2018年發(fā)布。

　　烽火歷來積極參與到ITU-T、IEEE、OIF標準工作中，為之作出貢獻。2017年初，烽火外籍專家牽頭向OIF提交了“OIF2017.180.00”，該提案旨在將FlexE 1.0標準擴展至5G應用領域，并完善應用于未來超100G速率;同時，為將FlexE由當前的承載管道變成組網(wǎng)技術，烽火通過研究擬對現(xiàn)有標準進行擴充使其成為涵蓋OAM和保護方案在內的組網(wǎng)應用技術。

　　范志文還表示，烽火立足ICT轉型戰(zhàn)略，布局SDN、NFV以及云計算技術進行網(wǎng)絡重構。在5G時代，除了提供面向5G的大容量低時延廣泛連接的基礎承載網(wǎng)絡，還將在新業(yè)務領域結合烽火自研云平臺和通用基礎設施部署虛擬化網(wǎng)元設備，融合FitNet、FitOS、FitCloud三大解決方案形成整體的網(wǎng)隨云動電信網(wǎng)絡解決方案，提供基于通用基礎設施的NFV虛擬化邊緣路由CERS，并在網(wǎng)絡的智能管控、協(xié)同編排提供商用高性能的SDN控制器、NFV編排器，為用戶提供高效敏捷的云網(wǎng)協(xié)同、隨選網(wǎng)絡服務。

　　烽火作為云計算開源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的首批理事會員，自主研發(fā)了基于OpenStack的FitCloud云平臺，可提供包含云基礎設施、云應用、大數(shù)據(jù)在內的多樣化服務，定位于運營商、行業(yè)等價值客戶，實現(xiàn)IT基礎設施和上層應用的解耦，做到真正的開放和融合，從而創(chuàng)造更多價值。目前，其云平臺、云服務已應用于運營商及多家政企客戶，充分整合產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)、全面調用硬件設備、軟件服務、計算存儲、網(wǎng)絡路由、通信設備、技術平臺、安全保障等各類資源，實現(xiàn)從信息化基礎設施到平臺技術服務，再到智慧政務、智慧產(chǎn)業(yè)、智慧民生等各類應用的全面發(fā)展。