移動通信技術的創新與演進是人類社會發展源動力之一。4G實現了“人與信息”的聯接,極大地促進了互聯網經濟的全面繁榮,進而改變了人們的生活;5G更將由人及物,開啟一個全新的智能時代,通過與各行各業的深度融合,將人們對未來的種種憧憬變為現實。
“5G之路、承載先行”,5G承載就相當于5G端到端系統的高速公路,將是整個5G產業化進程的重要基石。在5G腳步聲已經清晰可聞的今天,業界對于5G承載網絡的關注亦達到了一個新的巔峰。全球不少領先運營商已將5G承載網絡建設提上日程,紛紛開始啟動相關的關鍵技術研究、驗證和測試,乃至籌備小規模試商用。
2017年中國國際信息通信展覽會期間,以“擁抱5G 云領未來”為主題參展的華為將首次公開展示5G端到端預商用系統,其中即包括最新推出的面向5G的移動承載解決方案X-Haul。同時,這家公司還提出了5G承載的四大理念,即“最優TCO全場景接入”、“彈性承載,長期演進”、“全景智能,敏捷運營”、“E2E網絡分片,最大化網絡價值”。
何為X-Haul?
5G時代較之以往各個移動通信技術斷代,所服務的對象和承載的業務將變得前所未有地多姿多彩,網絡需求和網絡架構亦將由此發生革命性的變化。從Wireless X Labs到X-Haul,“X”在華為的命名中具有面向未來的豐富內涵。
在華為看來,未來的5G業務存在極大的不確定性,自動駕駛、8K、VR帶來的浸入式視頻體驗、觸覺網絡等原本科幻故事中才看得到的創新業務將成為可能,未來的承載網絡需要支撐“X”種業務創新。
同時,從2G、3G到4G,人們的生活方式和社會結構產生了巨大的變遷,無線網絡的連接數量呈指數式增長,不同斷代的業務將需要在一張網絡中承載,未來的承載網絡將需要支撐“X”代的業務——包括2G/3G/4G/5G,甚至beyond 5G。
此外,全聯接時代,世界各個角落都將被聯接在一起,無處不在的無線連接將為人們帶來更美好的生活,未來的承載網絡需要支撐起任意環境下的無線連接,“X”種場景下的無線接入對未來承載網絡提出更高要求。
在網絡層面,3GPP定義的5G三大應用場景,包括eMBB(移動寬帶增強)、mMTC(大規模物聯網)、uRLLC(超高可靠超低時延通信),對承載網絡在帶寬、時延、連接、時間同步、運維等各個方面提出了更高要求;另一方面,無線基站和核心網的云化演進、連接的不確定性及多樣性,也令承載網絡面臨新的挑戰。而從市場角度出發,承載網絡能否具備快速經濟的部署和演進能力,無疑是運營商搶占5G先機的關鍵。
華為X-Haul 5G承載解決方案即是為應對上述種種趨勢和挑戰所專門推出,來幫助運營商構筑面向未來可持續演進的5G承載網絡,抓住5G時代的無限商機。它在接入層創新地引入高性價比50GE技術,匯聚核心層采用IP+光兩層架構,實現容量的彈性擴展,最大化保護運營商的投資;同時引入SDN及Segment Routing,簡化協議及運維,滿足云化網絡的彈性靈活連接需求;在高精度時間同步方面,通過高精度時鐘源下移來提供高性價比時間同步。
X-Haul能做什么?
通過綜合多家領先運營商訴求可以發現,運營商對5G承載的關注點主要集中在降低建網成本、高效建網、最大化挖掘網絡潛力、降低OPEX及縮短業務上市時間。
針對這些關注點,華為最新發布的X-Haul解決方案具有四大特性,包括全場景靈活接入,匹配不同站點場景;基于云化架構,實現敏捷運營;通過端到端網絡分片,使能新業務創新;以及支持4G承載網絡向5G承載的平滑演進。這亦與其所提出的5G承載四大理念相匹配。
全場景靈活接入,匹配不同站點場景:針對5G接入方式的多樣化,X-Haul提供前傳、后傳全覆蓋的整體解決方案,通過IP/微波/OTN多種接入技術靈活組網,實現有無光纜、前傳、回傳的全場景靈活接入,充分利用可用資源靈活組網,快速實現5G網絡廣深覆蓋,實現“5G承載TCO最優”。
在回傳場景,華為發布了業界首款50GE/100GE自適應分片路由器,在提供50GE基站接入能力的同時無縫兼容100GE;針對無光纖場景,推出了業界首個5G-ready的微波解決方案,通過同頻段、跨頻段的載波聚合等技術實現容量的平滑升級,實現任意媒介的10GE到站;在前傳場景,發布了業界首款100G室外型波分,與基站共站部署,有效節省光纖資源。
基于云化架構,實現敏捷運營:未來的5G業務模式將更加豐富多樣,承載網絡唯有具備業務快速發放、智能運維、敏捷運營的能力,才能有效支撐運營商的5G業務拓展。X-Haul全面引入云化架構,實現5G承載網的敏捷運營。
X-Haul在管控層面通過網絡云化引擎(Network Cloud Engine)實現對IP/光和微波等不同網絡介質、跨不同網絡層、跨不同網絡域的集中協同和編排;在設備層面引入Segment Routing/EVPN/OSP-TE等協議,簡化承載設備控制、統一業務模型,實現承載網的全生命周期自動化管理,從而將網絡的運營和運維效率提升近十倍。
通過端到端網絡分片,使能新業務創新:網絡分片是5G與行業深度結合的支柱,亦是其與4G斷代最大的分水嶺。X-Haul采用FlexE(靈活以太)技術實現網絡分片,幫助運營商實現新業務的快速創新。
FlexE可以基于時隙調度將一個物理以太網端口劃分為多個以太網彈性硬管道,實現同一分片內業務統計復用,分片之間業務互不影響。同時,通過網絡云化引擎支持對每個分片的靈活創建、帶寬按需調整、SLA(服務等級承諾)按需保證和故障快速定位,一網多用,最大化回傳網絡價值。
支持4G承載網絡向5G承載的平滑演進:數據顯示,到2021年,移動數據流量將增長8-9倍,對承載網絡的擴展性提出了更高的要求。而X-Haul支持基于現網的靈活擴展升級,面向未來持續演進。
華為在接入層創新地引入高性價比50GE技術,降低30%建網成本,未來可以基于FlexE平滑升級到100GE;匯聚核心層通過IP+光兩層架構組網,IP層支持200GE/400GE接口,光層實現波長一跳直達,單波帶寬按需擴展至200G/400G。從而實現4G承載5G化,最大化保護運營商的投資。
加速5G承載產業化進程
到2017年底,5G NR第一個版本第一階段的協議就將完成,而5G承載相關標準的制定亦已進入了快車道。為避免產業碎片化,華為始終致力于與產業鏈上下游共同推動5G承載相關技術包括網絡分片、低時延、網絡擴展性、高精度時鐘、50GE/200GE/400GE、毫米波等在國際標準組織的標準化進程。
作為5G承載的關鍵技術,FlexE近兩年發展迅速,被各大標準組織廣泛接納。華為是這一技術標準化發展的重要推動者和參與者,從OIF FlexE立項開始就積極參與其中,并在各大組織中發揮重要的作用。2016年5月,在OIF率先提出FlexE IA 2.0需求,其所提出的幀結構被OIF采納;今年第一季度,由華為提出的FlexE for IP/MPLS標準正式在BBF立項;今年7月,在IETF99會議上提交了基于IP/MPLS的FlexE標準草案。
由于不同國家、不同運營商采用的承載媒介不盡相同,包括IP、光、PON、微波等,未來5G有可能承載于任何一種媒介。華為在這些不同承載技術上亦持續引領創新,微波承載方面,通過產業聯盟推動E-band以及未來W/D-band的相關頻譜劃分和波道劃分,保證微波方案具備承載20Gbps以上的大帶寬傳輸能力,更好地滿足光纖資源不足場景下的5G承載需求;波分承載方面,作為ITU-T最主要成員之一,主導制定Beyond 100G OTN、Flex OTN、G.HAO相關標準,更好地滿足5G更大帶寬、更彈性管道的承載需求。
超寬超長物理層方案架構方面,華為推進了Beyond 10km 50GE/200GE/400GE標準在IEEE立項。一方面,作為IEEE 802.3bs 200/400GE標準工作組主席推進標準化進程;同時,也是IEEE 802.3cd 50GE標準的主要參與者和標準進程的重要推動者,并廣泛聯合運營商、光模塊廠商、儀表廠商等產業鏈各方共同推動產業鏈加速成熟。
時鐘同步方面,這家公司與中國移動、Orange合作,在ITU-T同步標準組推動下一代1588同步標準,滿足未來5G基站的時間同步需求,并自2013年起一直參與IEEE下一代1588v2.1標準制定。
同時,華為還與20多家全球領先運營商開展聯合創新研究,以進一步加快5G承載的產業化步伐。比如在今年1月,與中國移動共同承接了國家重大科技專項《5G承載網創新項目-5G前傳及回傳接口的研發與驗證》,聯合中國移動研究院共同制定5G承載標準規范,推動產業標準形成;世界移動通信大會上,與德國電信進行了業界首次跨廠商端到端網絡切片方面的聯合創新的演示,此創新將幫助德國電信快速進入更多的垂直行業,如Smart Factory、車聯網等。
就在本月,華為基于FlexE技術的50GE線卡率先通過中國移動研究院功能及性能測試。測試結果顯示該線卡具備50Gbit/s的線速轉發能力,傳輸距離達40km,可有效滿足城域5G承載網的接入層應用需求。同時,該線卡支持FlexE網絡分片,可實現帶寬自由調整,多種業務嚴格隔離,互不影響。本次華為50GE線卡通過中國移動研究院測試,標志著50GE技術已經成熟,具備商用條件,對5G的商用具有重要意義。