OTN技术在5G传送网中的应用

OTN技术在5G传送网中的应用

任春强

山东中移通信技术有限公司 山东济南

摘要：5G技术正在广泛应用于未来的数字工业和技术领域。移动通信网络不再仅仅用于视频收视、数据通信，正在演变成为下一代互联网、工业互联网，以及依赖于这一基础设施的下一代工业体系的中枢神经系统。在5G技术条件下，打造适用于未来5G技术支撑的移动通信城域网，在国家大力推动智慧建设、加快形成以全国互联互通平台为基础的移动网络智能化升级改造的新格局下，为行业的振兴打好基础。

关键词：光传送网（OTN）；5G传送网；分组转发

引言

目前，移动系统的5G SPN传送网受限于光缆、机房、政策及资金等多方面因素，建网规模小，拓扑结构不完整。但5G TO B,TO C业务、超高清视频等新兴业务快速发展，迫切需要打造一张具备大带宽、低时延、高可靠性，同时具备快速开通及智能调度的多层次立体结构的“新国干网”承载。因此移动系统的5G SPN传送网 ，一方面采用利旧现有系统10G&100G混传方式快速打造100G承载平台，同时适度配置ROADM、光交叉等设备，补齐和优化网络结构，完善“七横七纵”网络拓扑，努力打造适合自己的坚强光底座。本文针对在移动系统的5G SPN传送网 进行10G&100G混传承载性测试及应用的实践，将相关经验、注意事项总结分析并与大家分享。

1OTN技术概念

我国信息产业迅速发展的现阶段，客户需求也随之增加。对于通信行业来说，高宽带、多样化是其标志之一。如何接入相关业务，实现高带宽的传输，是现阶段通信运营业务需要解决的重要问题。当前的通信传输技术以同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）技术为基础，而SDH技术的优势在于网络维护管理、保护与编程能力较好，不足之处主要是业务需求较小。光传送网（Optical Transport Network，OTN）是以光层技术为基础，具有大粒子编程与多波长传输功能的一种传输技术，结合了WDM与SDH两者的技术优势，能够实现光层与电层子波长的交互编程，可有效管理SDH技术字节，为网络管理维护提供了高带宽与多样化传输网络。

2 5G承载网技术发展

5G网络，承载先行。5G技术应用于我国工业互联网、电网、交通、医疗、教育等各行各业，为了适应云网融合、人工智能以及未来6G通信带来的新挑战，承载网关键技术亟需突破性发展。目前，我国主流的两大5G承载网技术分别是中国倡导的M-OTN技术和中国主导的切片分组网（SPN）技术。M-OTN技术以OTN技术为内核，在通用颗粒业务承载、带宽灵活定制调整、保护性能以及超高精度时间同步等技术方面具有明显优势。使用25G光模块通过四级脉冲幅度调制就可实现50G速率的提升。单级复用、时隙结构灵活、开销简化等特性在5G网络的中传/回传方面体现出重要价值。SPN技术内核为切片以太网，采取SDN管控结构，将L0至L3的多层技术融合一体，契合了5G对承载网低时延、大带宽、灵活管控以及精准网络切片的需求，同时与现有以太网生态链实现极致共享，达到降低成本、便于维护的目的。两大主流技术体制在推动光层低成本实现高速光网络，共享产业链下调组网成本，兼容现有4G承载网升级演进方面发展趋势相同。两者最大的区别在于网络切片技术的选择。M-OTN应用ODUflex和FlexO的增强分组和路由转达实现网络切片。SPN侧重于采用灵活以太网技术来满足5G网络的需求。本文着重介绍以OTN技术为核心的5G承载网关键技术以及组网设计方案。

3 OTN技术在5G传送网中的应用

3.1 5G网回传对OTN技术的应用

从根本上说，5G传送网若想实现大流量传输城域网，核心在于回传网所采用的传输技术。通过OTN技术实现网络传送，能够有效连接5G所承载的相关信息数据，达到DC端高速连接的目的，建设宽带资源库，与DC业务需求相结合，对宽带进行合理调整和配置。集成分组E-OTN技术不仅能够实现5G回传互联网承载能力的提升，而且有助于降低L0-L1的传输时延，增加5G承载容量，同时还能支持L2-L3的灵活转发与流量聚合。除此之外，网络的建设可分层展开，尤其是环形汇聚层建设。通常，汇聚层成环带宽需求保持在500～1000Gb·s-1的范围，在光层选C波段N×25Gb·s-1/100Gb·s-1密集型光波对设备ROADM分插复用组网，而电层则通过配置OTN实现点对点ODU路径相连。核心层中选择智能控制平面，以实现资源动态管理与端到端业务部署等功能，以有效保护动态路由，提高网路安全和稳定性。

3.2 FOADMOTN

光层组网主要有FOADM、ROADM和OXC三种组网模式。FOADM主要适用于站点局向较少，业务局向简单的情况;ROADM主要适用于站点局向较多，业务局向复杂需要动态调度的情况;OXC是在ROADM基础上的集成化，主要适用于站点局向极多，业务局向复杂需要动态调度的情况。拟新建城域网主要采用环形组网，业务局向较为简单，考虑到性价比，拟在初期采用FOADM的组网方式，后期按需升级至ROADM。

3.3面向移动承载优化的M-OTN

基于传统OTN增强分组技术并简化其部分功能。通过可重构光分插复用器（Reconfig⁃urable Optical Add- Drop Multiplexer，ROADM）应用及优化OTN映射、封装的效率来降低时延；通过可变光数据单元（Opticalchannel DataUnitflex，ODUflex）、灵活互联接口（FlexO）、ROADM/光交叉连接（Optical Cross-Connect，OXC）等带宽灵活调度和调整技术，实现网络调度需求；通过引入SDN实现端到端的网络综合管控，实现网络资源的最优配置和管道最大利用效率，完成快速业务发放；增强路由转发功能，满足灵活组网方面的需求。

3.4 SDN技术应用

SDN为软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork)，由于通信网络中各专业网络的差异，及专业网络中又存在不同技术，SDN实现各有千秋，本传送网络采用OTN组网，故为基于OTN的SDN网络。SDN网络通常包含物理层、控制层、协同层、应用层。根据技术标准和产品成熟状况，拟新建城域网将负责物理层网络设备、域控制器，以及传统网络管理部分建设工作，其它部分在其它项目实施。

结束语

随着全球5G的快速推进，4K/8K超高清视频、AR/VR在线云游教育等新业务、新应用的不断涌现，能够承载上述业务的网络可能是由多个平面组成的立体交互网络。国干网受限于历史、资金等多方面因素，网络建设速度、水平与国际水平相比还有很大差距。参照上述10G&100G混传测试方案，基于现网条件，国干网目前已在多条链路上开始部署和应用，逐步由10G平台向100G平台演进。

参考文献

[1]田洪宁,李文华,尹祖新,杨锐,张智,王丽琼.5G前传解决方案研究[J].邮电设计技术,2020(12):76-80.

[2]李鹏飞.面向5G的PTN城域传送网演进方案研究[D].南昌大学,2020.

[3]单吉明,史瑞刚.面向5G需求的本地传输网络建设策略[J].数字通信世界,2020(12):123-124.

[4]司传倡,庞润光,周忠禹.基于OTN网络系统中的ASON应用[J].数字通信世界,2020(12):178-179.

[5]宋创兴,熊军,王思尧.5G承载网技术选型策略探讨[J].信息技术与信息化,2020(11):158-161.