5G承載需求及方案探討課件

1、5G承載需求及承載方案探討中國電信股份有限公司北京研究院 張成良2022年8月4日第1頁，共24頁。5G發(fā)展時(shí)間表和愿景2014201520162018201920202017RANRel-14Rel-15Rel-16Rel-135G Phase 15G Phase 2Previous TimelineGlobalLaunchAug.22 2017Non-StandaloneNRFull IMT-2020NRStandaloneNRAccelerating DecisionCPRICPRI 7.0 25GeCPRI V1.0到2020年，第五代移動(dòng)通信（5G）啟動(dòng)商用服務(wù)，高速、移動(dòng)、安全、泛

2、在的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施基本建成。我國成為5G標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的全球引領(lǐng)者之一2017-2020年5G發(fā)展規(guī)劃（工信部、發(fā)改委） 2第2頁，共24頁。5G的重大戰(zhàn)略意義中國制造2025指出應(yīng)全面突破第五代移動(dòng)通信（5G）技術(shù)，推動(dòng)核心信息通信設(shè)備體系化發(fā)展與規(guī)?；瘧?yīng)用。“十三五”規(guī)劃綱要提出，要積極推進(jìn)5G發(fā)展，2020年啟動(dòng)5G商用。國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要提出了到2020年5G技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)取得突破性進(jìn)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。863計(jì)劃和重大專項(xiàng)三相繼啟動(dòng)5G研發(fā)項(xiàng)目，積極支持技術(shù)創(chuàng)新。2016年1月啟動(dòng)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，由IMT-2020(5G)推進(jìn)組負(fù)責(zé)組織實(shí)施。2015年，NTT DoCoMo牽頭與部分

3、主流設(shè)備廠商共同開展5G技術(shù)測試。2017年，5GMF將牽頭啟動(dòng)日本的5G技術(shù)試驗(yàn)。發(fā)布5G國家戰(zhàn)略，擬投入1.6萬億韓元（約合14.3億美元）。計(jì)劃2018年初平昌冬奧會(huì)期間由韓國電信(KT)開展5G預(yù)商用試驗(yàn)。率先明確10.85GHz的5G高頻資源，成為全球首個(gè)正式規(guī)劃5G頻譜的國家。發(fā)布4億美元“先進(jìn)無線通信研究計(jì)劃”,計(jì)劃2017年啟動(dòng)5G試驗(yàn),將建設(shè)四個(gè)城市級(jí)測試平臺(tái)。 3第3頁，共24頁?？珙I(lǐng)域協(xié)同新型空口無線融合網(wǎng)絡(luò)新型承載智能網(wǎng)絡(luò)智慧化運(yùn)營提升頻譜效率，降低空口傳輸時(shí)延關(guān)注點(diǎn)：大規(guī)模天線、新型幀結(jié)構(gòu)低成本25G光模塊、低時(shí)延OTN、高精度同步傳輸、新型轉(zhuǎn)發(fā)和控制技術(shù)，等提升業(yè)務(wù)

4、的用戶感知關(guān)注點(diǎn)：MEC4第4頁，共24頁。5G RAN架構(gòu)的變化：前傳、中傳和回傳CU/DUDUCUDU/CUDUCU1234傳統(tǒng)基站部署DU分布部署，CU集中部署DU/CU合一，集中部署CU云化獨(dú)立部署5G RAN三層架構(gòu)部署形態(tài)多樣化5第5頁，共24頁。6第6頁，共24頁。5G承載的七大需求mMTC(大量的機(jī)器通信)uRLLC(超可靠低時(shí)延通信)（高速率）eMBB3D 視頻, 超高清視頻云游戲、云辦公虛擬現(xiàn)實(shí)工業(yè)自動(dòng)化關(guān)鍵任務(wù)自動(dòng)駕駛智慧家庭智慧城市大帶寬：前傳eCPRI 25G，單基站（低頻3Cell）業(yè)務(wù)帶寬35G，中回傳帶寬超100G超低時(shí)延：eMBB業(yè)務(wù)4ms；uRLLC業(yè)務(wù)0.

5、5ms；uRLLC業(yè)務(wù)前傳時(shí)延要求20-30us高可靠：部分uRLLC業(yè)務(wù)要求99.999%可用性高精度同步：協(xié)同業(yè)務(wù)同步需求達(dá)到100ns量級(jí)智慧樓宇7第7頁，共24頁。5G承載的需求：大帶寬基站場景前傳帶寬中傳&回傳帶寬(峰值/均值)5G 低頻基站：Sub6G/100MHz3 cells、64T64RSE峰值50bit/hz，均值10bit/hz3*25Gbps5Gbps/3Gbps5G高頻基站：Above6G/800MHz3 cells、2T2RSE峰值25bit/hz，均值4bit/hz3*25Gbps20Gbps/9.6Gbps根據(jù)NGMN帶寬規(guī)劃原則：峰值取值為單Cell峰值均值取

6、值Cell數(shù)量*單Cell均值；eCPRI接口帶寬：25GE 【多數(shù)廠商的選擇】對(duì)比4G LTE基站：峰值900Mbps，均值150Mbps8第8頁，共24頁。5G承載的需求：低時(shí)延時(shí)延指標(biāo)類型時(shí)延指標(biāo)來源UE-CU（eMBB）4ms3GPP TR38.913UE-CU（uRLLC）0.5ms3GPP TR38.913eV2X（enhanced Vehicle to Everything）3-10ms3GPP TR22.891前傳時(shí)延（AAU-DU）100150us綜合，URLLC可能更低9第9頁，共24頁。5G承載的需求：大帶寬（續(xù)）基站匯聚接入核心接入設(shè)備容量匯聚設(shè)備容量核心設(shè)備容量接入基

7、站帶寬：峰值5Gbps/均值3Gbps接入環(huán)配置：假設(shè)一個(gè)接入環(huán)接8個(gè)基站，按7個(gè)基站均值、1個(gè)基站峰值規(guī)劃7*3Gbps+5Gbps=26Gbps接入設(shè)備要求：上行：2個(gè)50GE接口，能擴(kuò)展到100GE下行：多個(gè)10GE接入?yún)R聚環(huán)配置：1個(gè)匯聚環(huán)帶6個(gè)匯聚設(shè)備 ；一對(duì)匯聚設(shè)備接6個(gè)接入環(huán)，帶寬收斂比為6:1匯聚環(huán)上行帶寬：6*6*26Gbps/6=156Gbps匯聚設(shè)備要求:下行接口：6*50GE或6*100GE上行接口：2 *200GE/400GE25G vs. 50G100G vs. 200G10第10頁，共24頁。5G承載的需求：高精度同步5G同步業(yè)務(wù)需求包括5G TDD基本業(yè)務(wù)同步需

8、求和協(xié)同業(yè)務(wù)同步需求兩部分：5G TDD基本業(yè)務(wù)同步需求預(yù)計(jì)與4G TDD基本業(yè)務(wù)相當(dāng)：1.5us（低頻），500ns（高頻）同步精度主要取決于協(xié)同業(yè)務(wù)需求，5G的空口幀長度1ms比4G空口幀10ms小10倍，預(yù)計(jì)同步精度指標(biāo)也會(huì)縮小，具體指標(biāo)待研究5G承載須支持時(shí)鐘隨業(yè)務(wù)一跳直達(dá)，減少中間節(jié)點(diǎn)處理，單節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘滿足ns級(jí)精度(IEEE1588v2.1)場景業(yè)務(wù)時(shí)間同步要求（tbd）影響5G低頻 (sub-6G)5G基本業(yè)務(wù)1.5us影響基本業(yè)務(wù)可用性5G高頻 (above-6G)5G基本業(yè)務(wù)500ns影響基本業(yè)務(wù)可用性5G低頻 (sub-6G)協(xié)同業(yè)務(wù)(CoMP/SFN)ClassA+:+/-

9、12.5nsClassA:+/-45nsClassB:+/-110ns增益下降或無增益11第11頁，共24頁。DUMEC/MCENew CoreMEC/MCEDUDUCUCUeX2 4msXnXnXnMEC/MCE 4mseX2CU+DUCU+DUS1S1New Core11122335G承載的需求：靈活路由12第12頁，共24頁。波長、ODUflex硬切片硬切片或者L2/L3軟切片13第13頁，共24頁。14綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)(CO)AAU未來：DCICU+DU前傳（AAU-DU）DU宏站AAUAAUAAUAAUAAUAAU+DU前傳：N*25GCUCUDU25G/50G/100G/200G O

10、TNNew CoreNew CoreMECMEC200G/400G OTN/ROADM100G/200G OTN/ROADM中傳（DU-CU）回傳（CU-MEC/New Core）DU中傳回傳14第14頁，共24頁。5G前傳的挑戰(zhàn)：光纖資源綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)（CO）1頻點(diǎn)3對(duì)光纖BBUPTN2頻點(diǎn)6對(duì)光纖1頻點(diǎn)3對(duì)光纖2頻點(diǎn)6對(duì)光纖宏基站示意圖基站A基站B基站C光交箱1光交箱2光交箱3光交箱46芯光纖18芯光纖24芯光纖6芯光纖基站D解決方案：WDM15第15頁，共24頁。5G前傳承載方案OAD5G DUAAUAAUAAUOAD無源WDMOTNAAURRU25G/50G/100G/200Gn*10

11、G CPRIn*25GCPRI/eCPRI5G DUOTNAAUAAURRURRU4G BBU有源WDM/OTN有源WDM/OTN方案的優(yōu)勢：節(jié)約光纖：單纖雙向或雙纖雙向，40波/80波。節(jié)約成本：減少光模塊數(shù)量。維護(hù)簡單：無源OAD免維護(hù)。有源WDM/OTN方案的挑戰(zhàn)：彩光模塊：封裝和功耗做到白光模塊水平。設(shè)備管理：無線設(shè)備管理彩光模塊。建議：采用時(shí)延優(yōu)化的OTN封裝，繼承OTN維護(hù)手段。共同的挑戰(zhàn)：降低時(shí)延！16第16頁，共24頁。低成本大帶寬傳輸技術(shù)f(Hz)DMT: Discrete Multi-TonePAM4: 4-level Pulse Amplitude Modulation短

12、距非相干超頻傳輸技術(shù)：利用低速率光器件實(shí)現(xiàn)高速率傳輸中長距相干傳輸技術(shù)：可插拔、低成本、低功耗硅光調(diào)制器CFP/CFP2-DCO光模塊17第17頁，共24頁。超低時(shí)延OTN技術(shù)18185G時(shí)延指標(biāo)類型時(shí)延指標(biāo)終端-CU（eMBB）4ms終端-CU（uRLLC）0.5mseV2X310ms前傳時(shí)延（AAU-DU）100usOTN將是5G前傳承載的主流技術(shù)方案，滿足URLLC業(yè)務(wù)需要對(duì)OTN設(shè)備時(shí)延性能進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化OTN時(shí)延優(yōu)化措施包括：針對(duì)5G前傳場景，旁路芯片內(nèi)不必要的功能模塊和FIFO緩存，并對(duì)FIFO緩存的深度和資源調(diào)度進(jìn)行了優(yōu)化優(yōu)化OTN成幀結(jié)構(gòu)和映射封裝方式（OTN lite）采用更

13、大的支路時(shí)隙（TS），如5Gbit/s、25Gbit/s等目標(biāo)：單節(jié)點(diǎn)時(shí)延1us量級(jí)18第18頁，共24頁。超低時(shí)延OTN技術(shù)實(shí)測結(jié)果超低時(shí)延樣機(jī) 25GE 平均時(shí)延 4.7usCPRI7 平均時(shí)延 6.5us中國電信-Microsemi超低時(shí)延OTN聯(lián)合創(chuàng)新19第19頁，共24頁。小結(jié)2020第20頁，共24頁。謝謝！第21頁，共24頁。3G/4G/5G轉(zhuǎn)發(fā)層控制管理層5G AAU/DUVNFmanagerNFVO5G OrchestratorRAN ControllerOTNControllerMobile Core ControllerSDNOCentral DCGWmMTC GWvCDNLocal DCeMBB GWvCDN uRLLC GW MEC/CU10G/25GE5G 前傳/中傳城域匯聚城域核心長途骨干OLTEdge DC波長一跳直達(dá)CPRI/eCPRI over OTNMuxponder多路復(fù)用低時(shí)延、大帶寬OTN電交叉、P