信通院张海懿：5G承载进入规模商用前期阶段 光模块标准化同步正加速推进
发布时间：2019-05-17 10:41:09 热度：1834
5/17/2019，2019年被视为5G商用元年，5G网络将直接影响5G商用进程，随着5G商用的加速，业界对5G承载的关注越来越高。为推动我国5G承载关键技术和发展创新，全力支撑5G商用进程，5月16日，由工业信息化部指导、中国通信协会主办，中国信息通信研究院、中国移动、中国电信、中国联通、中国铁塔等大力支持的2019世界电信和信息社会日大会“5G承载技术标准与产业研讨会”在北京新世纪日航饭店召开。
在会上，中国信息通信研究院技术与标准研究所副所长张海懿发表了“5G承载技术及标准化进展”主题演讲，她表示，5G新型业务及网络架构对于承载网络提出诸多新型需求，转发平面、协同管控和同步构成5G承载网络总体架构。5G承载光模块种类繁杂有待收敛，开展了多厂商多类型承载光模块测评，互通及兼容性尚待进一步验证。
以下为演讲内容。
张海懿：各位来宾上午好，非常荣幸受到主办方的邀请跟大家报告一下5G承载方面的进展情况。我介绍几个方面，一个是架构、测评和标准化的进展。一方面我作为中国信通院的代表，另一方面我也代表5G承载的工作组，想介绍一下5G承载工作组的基本情况。2018年1月12号成立的5G承载工作组，主要作用是推动承载关键技术、方案创新开展测试验证，协同推动整个产业的技术发展和提高我国在5G承载领域的国际竞争力。当时成立的时候有20家单位，现在23家单位。在去年成立之后一直到今年年初，发布了几个相关的白皮书和一些成果，在2018年6月，发布了一些承载需求的白皮书。在2018年9月5G峰会上发布的技术方案白皮书。2018年10月份和各大企业联合推动了相关标准的立项，19年1月发布了5G承载光模块的白皮书。
接下来我把这段时间的成果给大家报告一下。5G有三大应用场景：eMBB、uRLLC和mMTC。组网架构相对4G有了比较大的变化，包括DOCO布置的变化，结构这块也有了比较大的变化，由于整个相关的变化，其实在需求方面也反映出比较大的无论在性能指标还是组网需求方面的变化。对于更大带宽的要求，百G级的带宽，到百ns量级高精尖的要求，超低时延的性能指标，在非量化的组网功能，多级承载，灵活的调度和层次化切片，智能化协同管控。低成本方面也对大家是非常重要的要求，去年整个承载组里充分的讨论，最后形成了承载网络总体架构分了以下三个层面；一个是关于转发平面，另外是协同管控，跟RAN控制器等达到端到端整个协同管控的需求。另外这边也列出来5G的同步网，在5G里有比较高的要求，所以也专门把这个列出来作为一个层面。同时，通过整个的组网来提供差异化的切片的服务能力，从2018年10月份在IPU会上讨论，传送网里不会太多提切片的概念，而是更多延用以往信息网络的概念来实现切片相关的功能。从5G的前传技术方面来看，存在多种方式，CU和DU集中部署，另外有小集中部署和大集中部署的模式下，有的是中传和前传网络共同组成的网络。
在左边大家看到，有很多种，光纤直联的，也有设备的功能，包括OTN、STN等包括以太网等功能。主流的方式各有各的优缺点。在具体的资源的消耗以及远程管理等方面是否达到这样的管理性的要求和更好的对网络的管控这块有一些差别。从目前的分析来看，在5G部署的初期，前传的承载以光纤直趋为主，以辅助的技术方案作为补充。前传这块成本是大家比较关注的重点。另外比较大的一块，是5G种回传这块，目前有三种方案正在协调的发展，一个是SPN的方案，这边是中国移动正在主推，另外增强型OTN的方案，中国联通和中国电信在这方面都有相关的推动。
从今天使用不同层面的技术的对比，大家可以看到，零层波分光层是采光，比较共性的这一块，上面一层二层有点差异。零层是中回传方案里大家有共性的方案。这块推低成本的产业链对协同产业推进是比较重要的作用。另外其他这些方案，SPN的方案，和IP2融合方案有增强的趋势，另外增强型OTN方案，二层主要是借鉴IP RAN的技术，未来在5G的技术方案层面也会有不同。整个技术方案的选择还是取决于网络的综合成本和产业的成熟度。
今天也稍微提了一下SPN的关键技术，一个是基于FlexE的通道化接口，引入OIF规范的标准借口，对以太网接口进行了增强，在集中管控的技术上，也对SRTT进行了相应的增强，在保护方面也集成了SRTT的方案。在增强型OTN这块主要是增强分组的能力，二层和三层的转发技术方面，是按需选用的，所以做一些灵活的筛减。另外在切片方案是用ODUK+L2和L3结合的方式。IP RAN增强关键技术引入SR和EVPN的功能。软件升级来增强以太网的技术。在实验室评估和试点测试这块，三大运营商在这两年进行了非常深入的推进，整个进展非常快。像移动从18年5月开始SPN实验室全面评估测试，到9月和12月开始相关的展示，另外也开展了新立项的SPN接口和多业务的接通，11月份又开通了广州、上海、武汉等线网的测试。2019年3月份到6月份也支撑5G规模试商用网络建设。中国电信是2018底到19年初在成都深圳也开展了相关线网试点验证，今年计划是在苏州，基于增强型OTN开展承载方案的验证。苏州也进行了承载方案的测试，到1920年就进入线网试点和集采测试阶段。
实现端到端协同的自动化是非常重要功能，管控架构方面希望采用管控融合的系统，基于是否北向接口开放，从自动化管控要求来看还是需要实现的。它向上开放的时候应当能够屏蔽底层网络技术的细节。满足端到端管控的时候，在切片编排和业务编排协同管控的时候也要考虑核心网、无线网接入的管控需求。进一步的实现也都在探讨当中。另外，南向接口这块，大家也比较关注，但是对具体的方案还没有达成共识在探讨的阶段。整个管控融合的需求应当说催生了南向接口的开放，这块大家也是普遍的比较关注，但是也会面临一些问题，设备级资源管理和业务配置，同时，接口的方案要充分考虑到设备级本身有多层的管控的需求，要解决零层到三层资源管理的问题。
现在有多种南向的接口，像BGP-LS、PCEP、NETCONF等等，由于当初出现原始功能的需求，在具体实现方面，也都不是完全能够满足相应的需求，可能都存在一些问题。所以需要进一步更加深入的分析。选取适合的接口开放的实践的方案。
另外高精度同步这块，也进行了相应的分析，有一些基本业务的同步需求跟4G是相当的，但是也有协同业务的需求的指标，这时候，就会比较高一些，有一些少量的百纳米量级的时间同步要求会在同一基站，这时候就需要前传的网实现网同步的功能，对于端到端百纳米量级的网现在在源头这块一个是双频和卫星共视的技术，符合ERPC具体的指标，具体应用的时候，会对一些现场条件和要求会稍微少一点，因为新共视需要基本原研究。另外高精度同步承载这一块，移动这在边是通过优化算法和提高精度各方面做的工作，输出的性能能够优于正负五纳秒，通过这些工作，这一年多百纳秒量级端到端实现可能，在部分技术上也得到了印证。5G以后会在垂直领域，物联网、智能制造等方面，相应的业务对功能和性能都有比较高的要求，未来同步在这些方面会起到很大的作用。
还有一块在零层这边，大家对光模块有比较大的需求，光模块在整个组网中占的比例非常高，也是实现低成本广覆盖的非常关键的要素。目前大家可以看到这边做了一个罗列，是4G时候大致的模块，可以看到场景方面相对是少一点，但是到5G这块流量的增加，25G和200G和400G，对于前传室外应用，不光是机房应用，也要达到工业级芯片和器件的要求。在光纤资源紧张的情况下，要把成本做一个折中。各类的模块是非常多的，需要的话会进一步的进行收敛。在5G承载组里大家也关注到了这个情况，去年年底10—12月初的时候，推进组下5G承载组也专门组织了一个测评的工作，由于时间当时比较紧，主要是华为中心作为设备商的测试，和相应的设备商组织了相应的测试，同时有传输性能和系统兼容性等做了相应的测试。光电接口参数基本能满足要求，在设备兼容性方面还需要进一步的进行验证，当时我们在去年年底的时候，今年年初在5G承载光模块的白皮书上把一些测试结果也给大家发布了。
最后，我们再来看5G承载相应的标准化的进展情况；IPU这块国内着力推动比较多的，这边立项的5G的，相应的MTN、70925G等相关的项目，在今年7月份或者明年2月份的会议上都会进一步的提交通过。GDMPN也是在刚刚召开的西安会议上讨论过的一些重要的问题。70925—50G在2月份的会议上讨论的关键内容。这些都是国内运营商作为主要牵头和推动的单位。OF这块针对flexE2.1规范50GFLexE开展规范。针对50G和200G和400G接口的标准进行了相应的标准化，同时针对100和400G波分的接口也开展了相关的标准化。整个对于接口、模块的推动是比较快的。IETF这块，这块的推动还不是特别的快，还是需要各方在更加持续的明确需求后进一步推动。
多种速率光模块标准加速制定，这些高速的接口，尤其是传输距离比较长的相应的接口的时候，三个标准化组织有的是同期开展相关的标准化，关注度非常的高，他们有一些在FEC等方面取得共识，有一些是推动过程中。目前几个组织有一些联络函将一些信息进行交互。另外咱们国内是CCSA的TC6WG4在做25GB/S模块的标准，是领先于国际这块的进度。现在有的已经完成了征求意见稿，在送审稿完成的阶段。整个的发展和推进是非常快的。所以总的来说，5G的承载工作，经过这几年三大运营商的持续推动，应当说无论在产业还是技术标准方面都取得了非常大的进展。刚才探讨了在一些关键技术的方面还是存在着亟待解决，或者后续推动的问题。也希望通过我们行业内不断的努力，让5G商用承载先行，真正做好顶层承载，为5G先行铺平道路。我就介绍到这些，谢谢！
在会上，中国信息通信研究院技术与标准研究所副所长张海懿发表了“5G承载技术及标准化进展”主题演讲，她表示，5G新型业务及网络架构对于承载网络提出诸多新型需求，转发平面、协同管控和同步构成5G承载网络总体架构。5G承载光模块种类繁杂有待收敛，开展了多厂商多类型承载光模块测评，互通及兼容性尚待进一步验证。
以下为演讲内容。
张海懿：各位来宾上午好，非常荣幸受到主办方的邀请跟大家报告一下5G承载方面的进展情况。我介绍几个方面，一个是架构、测评和标准化的进展。一方面我作为中国信通院的代表，另一方面我也代表5G承载的工作组，想介绍一下5G承载工作组的基本情况。2018年1月12号成立的5G承载工作组，主要作用是推动承载关键技术、方案创新开展测试验证，协同推动整个产业的技术发展和提高我国在5G承载领域的国际竞争力。当时成立的时候有20家单位，现在23家单位。在去年成立之后一直到今年年初，发布了几个相关的白皮书和一些成果，在2018年6月，发布了一些承载需求的白皮书。在2018年9月5G峰会上发布的技术方案白皮书。2018年10月份和各大企业联合推动了相关标准的立项，19年1月发布了5G承载光模块的白皮书。
接下来我把这段时间的成果给大家报告一下。5G有三大应用场景：eMBB、uRLLC和mMTC。组网架构相对4G有了比较大的变化，包括DOCO布置的变化，结构这块也有了比较大的变化，由于整个相关的变化，其实在需求方面也反映出比较大的无论在性能指标还是组网需求方面的变化。对于更大带宽的要求，百G级的带宽，到百ns量级高精尖的要求，超低时延的性能指标，在非量化的组网功能，多级承载，灵活的调度和层次化切片，智能化协同管控。低成本方面也对大家是非常重要的要求，去年整个承载组里充分的讨论，最后形成了承载网络总体架构分了以下三个层面；一个是关于转发平面，另外是协同管控，跟RAN控制器等达到端到端整个协同管控的需求。另外这边也列出来5G的同步网，在5G里有比较高的要求，所以也专门把这个列出来作为一个层面。同时，通过整个的组网来提供差异化的切片的服务能力，从2018年10月份在IPU会上讨论，传送网里不会太多提切片的概念，而是更多延用以往信息网络的概念来实现切片相关的功能。从5G的前传技术方面来看，存在多种方式，CU和DU集中部署，另外有小集中部署和大集中部署的模式下，有的是中传和前传网络共同组成的网络。
在左边大家看到，有很多种，光纤直联的，也有设备的功能，包括OTN、STN等包括以太网等功能。主流的方式各有各的优缺点。在具体的资源的消耗以及远程管理等方面是否达到这样的管理性的要求和更好的对网络的管控这块有一些差别。从目前的分析来看，在5G部署的初期，前传的承载以光纤直趋为主，以辅助的技术方案作为补充。前传这块成本是大家比较关注的重点。另外比较大的一块，是5G种回传这块，目前有三种方案正在协调的发展，一个是SPN的方案，这边是中国移动正在主推，另外增强型OTN的方案，中国联通和中国电信在这方面都有相关的推动。
从今天使用不同层面的技术的对比，大家可以看到，零层波分光层是采光，比较共性的这一块，上面一层二层有点差异。零层是中回传方案里大家有共性的方案。这块推低成本的产业链对协同产业推进是比较重要的作用。另外其他这些方案，SPN的方案，和IP2融合方案有增强的趋势，另外增强型OTN方案，二层主要是借鉴IP RAN的技术，未来在5G的技术方案层面也会有不同。整个技术方案的选择还是取决于网络的综合成本和产业的成熟度。
今天也稍微提了一下SPN的关键技术，一个是基于FlexE的通道化接口，引入OIF规范的标准借口，对以太网接口进行了增强，在集中管控的技术上，也对SRTT进行了相应的增强，在保护方面也集成了SRTT的方案。在增强型OTN这块主要是增强分组的能力，二层和三层的转发技术方面，是按需选用的，所以做一些灵活的筛减。另外在切片方案是用ODUK+L2和L3结合的方式。IP RAN增强关键技术引入SR和EVPN的功能。软件升级来增强以太网的技术。在实验室评估和试点测试这块，三大运营商在这两年进行了非常深入的推进，整个进展非常快。像移动从18年5月开始SPN实验室全面评估测试，到9月和12月开始相关的展示，另外也开展了新立项的SPN接口和多业务的接通，11月份又开通了广州、上海、武汉等线网的测试。2019年3月份到6月份也支撑5G规模试商用网络建设。中国电信是2018底到19年初在成都深圳也开展了相关线网试点验证，今年计划是在苏州，基于增强型OTN开展承载方案的验证。苏州也进行了承载方案的测试，到1920年就进入线网试点和集采测试阶段。
实现端到端协同的自动化是非常重要功能，管控架构方面希望采用管控融合的系统，基于是否北向接口开放，从自动化管控要求来看还是需要实现的。它向上开放的时候应当能够屏蔽底层网络技术的细节。满足端到端管控的时候，在切片编排和业务编排协同管控的时候也要考虑核心网、无线网接入的管控需求。进一步的实现也都在探讨当中。另外，南向接口这块，大家也比较关注，但是对具体的方案还没有达成共识在探讨的阶段。整个管控融合的需求应当说催生了南向接口的开放，这块大家也是普遍的比较关注，但是也会面临一些问题，设备级资源管理和业务配置，同时，接口的方案要充分考虑到设备级本身有多层的管控的需求，要解决零层到三层资源管理的问题。
现在有多种南向的接口，像BGP-LS、PCEP、NETCONF等等，由于当初出现原始功能的需求，在具体实现方面，也都不是完全能够满足相应的需求，可能都存在一些问题。所以需要进一步更加深入的分析。选取适合的接口开放的实践的方案。
另外高精度同步这块，也进行了相应的分析，有一些基本业务的同步需求跟4G是相当的，但是也有协同业务的需求的指标，这时候，就会比较高一些，有一些少量的百纳米量级的时间同步要求会在同一基站，这时候就需要前传的网实现网同步的功能，对于端到端百纳米量级的网现在在源头这块一个是双频和卫星共视的技术，符合ERPC具体的指标，具体应用的时候，会对一些现场条件和要求会稍微少一点，因为新共视需要基本原研究。另外高精度同步承载这一块，移动这在边是通过优化算法和提高精度各方面做的工作，输出的性能能够优于正负五纳秒，通过这些工作，这一年多百纳秒量级端到端实现可能，在部分技术上也得到了印证。5G以后会在垂直领域，物联网、智能制造等方面，相应的业务对功能和性能都有比较高的要求，未来同步在这些方面会起到很大的作用。
还有一块在零层这边，大家对光模块有比较大的需求，光模块在整个组网中占的比例非常高，也是实现低成本广覆盖的非常关键的要素。目前大家可以看到这边做了一个罗列，是4G时候大致的模块，可以看到场景方面相对是少一点，但是到5G这块流量的增加，25G和200G和400G，对于前传室外应用，不光是机房应用，也要达到工业级芯片和器件的要求。在光纤资源紧张的情况下，要把成本做一个折中。各类的模块是非常多的，需要的话会进一步的进行收敛。在5G承载组里大家也关注到了这个情况，去年年底10—12月初的时候，推进组下5G承载组也专门组织了一个测评的工作，由于时间当时比较紧，主要是华为中心作为设备商的测试，和相应的设备商组织了相应的测试，同时有传输性能和系统兼容性等做了相应的测试。光电接口参数基本能满足要求，在设备兼容性方面还需要进一步的进行验证，当时我们在去年年底的时候，今年年初在5G承载光模块的白皮书上把一些测试结果也给大家发布了。
最后，我们再来看5G承载相应的标准化的进展情况；IPU这块国内着力推动比较多的，这边立项的5G的，相应的MTN、70925G等相关的项目，在今年7月份或者明年2月份的会议上都会进一步的提交通过。GDMPN也是在刚刚召开的西安会议上讨论过的一些重要的问题。70925—50G在2月份的会议上讨论的关键内容。这些都是国内运营商作为主要牵头和推动的单位。OF这块针对flexE2.1规范50GFLexE开展规范。针对50G和200G和400G接口的标准进行了相应的标准化，同时针对100和400G波分的接口也开展了相关的标准化。整个对于接口、模块的推动是比较快的。IETF这块，这块的推动还不是特别的快，还是需要各方在更加持续的明确需求后进一步推动。
多种速率光模块标准加速制定，这些高速的接口，尤其是传输距离比较长的相应的接口的时候，三个标准化组织有的是同期开展相关的标准化，关注度非常的高，他们有一些在FEC等方面取得共识，有一些是推动过程中。目前几个组织有一些联络函将一些信息进行交互。另外咱们国内是CCSA的TC6WG4在做25GB/S模块的标准，是领先于国际这块的进度。现在有的已经完成了征求意见稿，在送审稿完成的阶段。整个的发展和推进是非常快的。所以总的来说，5G的承载工作，经过这几年三大运营商的持续推动，应当说无论在产业还是技术标准方面都取得了非常大的进展。刚才探讨了在一些关键技术的方面还是存在着亟待解决，或者后续推动的问题。也希望通过我们行业内不断的努力，让5G商用承载先行，真正做好顶层承载，为5G先行铺平道路。我就介绍到这些，谢谢！
