在2017第十七屆中國光網(wǎng)絡研討會暨中國FTTH論壇(OptiNet 2017)上，美高森美(Microsemi)召開了以“OTN在5G無線云網(wǎng)絡(C-RAN)中的作用：挑戰(zhàn)、要求以及解決方案” 為主題的研討會，分享了產(chǎn)業(yè)在5G無線云網(wǎng)絡方面的最新進展，以及OTN在其中的作用，來自中國移動、中國電信、華為、中興、烽火的專家也在5G無線云網(wǎng)絡方面發(fā)表了獨到見解。

無線接入網(wǎng)(RAN)和移動承載

　　大會開始前，Microsemi資深產(chǎn)品經(jīng)理郎濤先生就無線接入網(wǎng)及移動承載網(wǎng)絡相關概念作了簡要介紹。

　　無線接入網(wǎng)(RAN)是介于移動終端設備和核心網(wǎng)之間的環(huán)節(jié)(包括基站的射頻接收部分(RRH)、基站處理(BBU)和2G/3G網(wǎng)絡中的基站集成器)。分布式接入網(wǎng)的基站處理是分布到每一個基站上的，因而屬于分布式架構，分布式架構中的終端設備和核心網(wǎng)之間需要承載網(wǎng)的支持，因而引入承載網(wǎng)的概念，即為了保證無線設備與核心網(wǎng)之間有完整的鏈接，需要引入承載網(wǎng)來支持其連接。2G/3G時代，RRH和BBU是合在一起的，因此，在RRH和BBU之間不需要承載網(wǎng)絡，而從BBU到核心網(wǎng)之間需要承載網(wǎng)絡，這里的承載網(wǎng)絡即為回傳網(wǎng)絡。

　　到4G/5G之后，出現(xiàn)集中式無線接入網(wǎng)(CRAN)，其中，BBU被集中到一個機房中(BBU池)，這時需要承載網(wǎng)絡將無線射頻與BBU池連接起來，即為前傳網(wǎng)絡。從BBU池到核心網(wǎng)之間為回傳網(wǎng)絡。

　　前傳網(wǎng)絡+回傳網(wǎng)絡=承載網(wǎng)絡。具體見圖1。

圖1 無線接入網(wǎng)的概念及組成

OTN可以滿足5G承載需求

　　5G作為未來網(wǎng)絡發(fā)展的新進程，其對承載網(wǎng)有高帶寬、高性能、低延時和低成本的要求，而OTN(光傳送網(wǎng)絡)作為未來5G的承載網(wǎng)絡有著諸多優(yōu)勢。例如，在大帶寬方面，OTN的帶寬很大，完全可以滿足5G的需求;可擴展性也很好，即使未來有新的需求，OTN整個網(wǎng)絡架構也是很穩(wěn)定的，可以很好地適用;在延時方面，OTN本身時延很低，而且可以在光層實現(xiàn)一跳直達，從而進一步降低時延;另外，在高可靠性、網(wǎng)絡切片、QOS保證方面，OTN的物理隔離及完善的OAM可以很好的匹配;在時鐘同步方面，OTN對時鐘透傳，高精度時間傳達等（見圖2）。

圖2 OTN作為5G承載網(wǎng)絡的諸多優(yōu)勢

OTN面臨的挑戰(zhàn)

　　OTN雖然作為5G的承載網(wǎng)絡有諸多天然優(yōu)勢，但是也面臨著一些挑戰(zhàn)，其中，如何簡化OTN是當下面臨的主要挑戰(zhàn)之一。

　　中國移動通信有限公司研究院李允博先生就OTN的簡化方面提出了幾點想法，包括：

　　1)開銷的縮減、TCM的功能，干線層面需要OTN網(wǎng)絡做透傳，前傳不存在這樣的情況，因而可以通過簡化此功能簡化芯片及架構;

　　2)延時方面，從FPC應用上考慮，F(xiàn)PC的編碼需要有自己的處理時間，簡化編碼也可以降低時延;

　　3)高精度的時間同步，在前傳方面，采用單纖雙向的傳輸方式可以避免光纖傳輸不對稱造成的時延缺陷。

　　中國電信北京研究院光通信研究中心主任李俊杰表示，在城域網(wǎng)方面，5G只是重要業(yè)務之一，由于相關設備的數(shù)量龐大且工作環(huán)境惡略，不易維護，因而需要簡化設備是很重要的。另外，OTN的產(chǎn)業(yè)鏈很小，而以太網(wǎng)業(yè)務很大，25G以太網(wǎng)是一個方向，因而相關規(guī)范都在向其靠攏，以太網(wǎng)的一些業(yè)務分到5G上是未來比較好的應用方案?？傊?，OTN用于5G承載是很可能的，但是時延、低功耗等方面還需要進一步提高。

　　華為首席專家閆志勇表示，在新的應用沒有爆發(fā)的之前，成本仍然是接入層的前傳以及5G大帶寬的回傳需要考慮的一個重要因素。其中，在前傳網(wǎng)絡中，傳輸距離已經(jīng)基本固定，只有幾十公里，可以把很多干線冗余技術進行大幅度簡化，這是產(chǎn)業(yè)需要重點考慮的;在匯聚層上，簡單就好，OTN可以實現(xiàn)一跳直達，在時延和運維上都會是很好的選擇;在骨干層方面，未來更多引用光層，可以運用光交叉外加集群來解決大帶寬下的低功耗的承載。

　　另外，低時延后續(xù)還是需要做一些相應的優(yōu)化，提升內部處理時鐘頻率、根據(jù)統(tǒng)計信息自動調整緩存深度、幀結構的優(yōu)化，F(xiàn)EC這一塊，根據(jù)傳輸距離不是很長的特點進行算法優(yōu)化

兩種前傳方案

　　對于5G整體前傳方式，閆志勇先生提出兩種解決方案：首先是點到點單纖組網(wǎng)方案，該方案主干雖然采用環(huán)形拓撲，但是每個站點仍然采用點到點的組網(wǎng)，不考慮光層環(huán)網(wǎng)的方案，因而可以將成本做的更低，一個站拉一根光纖，一根光纖有十幾芯，然后再做簡單的合波，從而將成本降低;另外，在相對光纖比較稀缺的國家和地區(qū)(主要針對海外一些國家)，也可以采用比較簡單的單纖環(huán)網(wǎng)方案，該方案主要實現(xiàn)的是共用各個站在一根光纖上實現(xiàn)共用的場景(見圖3)。

圖3 兩種前傳方案

回傳方案的應用

　　綜合業(yè)務承載需要能夠提供分片網(wǎng)絡，OTN技術本身天然支持分片，以太網(wǎng)一直以來都是在用各種技術改進來模仿OTN的優(yōu)勢。首先，光層是最低時延的，針對cloud間大帶寬、低時延連接，cloud BB間大帶寬連接通道，以及車聯(lián)網(wǎng)類需要超低時延，可保證固定時延業(yè)務，可以通過光層實現(xiàn)一跳直達的分片;金融、政企專線或是有信令類高可靠性隔離業(yè)務的可以提供OTN安全隔離的一層管道分片;有低成本訴求的普通企業(yè)或是針對MBB類業(yè)務物聯(lián)網(wǎng)小帶寬、突發(fā)流量大業(yè)務的企業(yè)，可以采用OTN的二層分片，共用一些管道(見圖4)。

圖4 回傳方案應用

前傳方案選擇和OTN的成績單

　　烽火通信技術經(jīng)理郭志霞談到，OTN作為前傳設備的選擇能夠提供靈活的電層匯聚，而當下的迫切任務是評估OTN應用于前傳網(wǎng)絡的可能性，以及與其他技術的對比，會上給出了一張關于OTN應用于前傳網(wǎng)絡的表現(xiàn)，具體見表1。.

表1 OTN應用于前傳網(wǎng)絡的成績單

Microsemi關于OTN應用于5G承載中延時問題的研究

　　由表1可知，OTN用于前傳網(wǎng)絡的延時問題仍待確定。而Microsemi資深經(jīng)理郎濤在研討會上重點分享了Microsemi關于OTN應用于5G前傳網(wǎng)絡延時問題的最新研究成果。包括當前的OTN的時延水平，理論上最小的時延是多少，找到實現(xiàn)最小時延的創(chuàng)新方法，即解決關于OTN時延是否可以滿足5G前傳的要求以及需要做的工作等問題。

　　據(jù)郎濤經(jīng)理透露，一個OTN設備承載25G網(wǎng)絡實現(xiàn)復用及解復用，端到端的延時為4.9us，即單跳為2.45us，而解CPRI7則可達到6.6us，單跳為3.3us，而據(jù)中國移動研究院網(wǎng)絡所副所長李晗介紹，5G單跳要求為小于5us，即現(xiàn)有的技術已經(jīng)基本可以滿足5G的要求（見圖5）。

圖5 OTN作為承載網(wǎng)絡的當先能達到的時延

　　另外，關于OTN理論最小時延，據(jù)Microsemi研究結果顯示，一個25G網(wǎng)絡復用到100G或超100G的鏈路上時，理論上可以做到300ns，而在解復用時則可以做到400ns，即理論上OTN可以做到0.35us的絕對最小時延。

　　Microsemi研究結果顯示，OTN的最小時延是完全可以實現(xiàn)的，現(xiàn)在主要要從以下三個方面做努力和突破：進行標準的角度來說要針對時延做簡化和優(yōu)化，降低NGFI和eCPRId 頻率指標，摒棄CPRI中2ppb的要求，盡量向以太網(wǎng)看齊;實現(xiàn)角度，在前傳相關的數(shù)據(jù)通道上，去除所有不必要的緩存;實現(xiàn)角度來講，要設定G.709參數(shù)時，遵循一個低時延特性的配置組合。

　　會議結束后，Microsemi的工程師做了OTN實現(xiàn)4G，5G共站址的前傳網(wǎng)絡演示（見圖6）。郎濤先生自信稱，這是業(yè)界第一次公開演示小于5us的端到端時延了。

圖6 Microsemi的OTN實現(xiàn)4G，5G共站址的前傳網(wǎng)絡演示