基于IP-MPLS多业务综合承载网IPRAN技术方向和网络方案分析.doc
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1、基于IP/MPLS多业务综合承载网IPRAN技术方向和网络方案分析进入2019年,5G网络在全球进入商用建设的快车道。4月3日,韩国三家运营商与美国Verizon宣布5G网络正式商用。2019年3月28日工信部部长苗圩在博鳌亚洲论坛上表示,将根据终端成熟情况适时发放5G牌照,国内三大运营商也开始进行5G网络的建设,并先后发布2019年的5G投资计划。5G基站回传带宽需求大幅度提升,预计将达到LTE基站的10倍以上,因此现有移动回传承载网络的容量难以满足,除此之外,5G网络的切片服务、虚拟化核心网的分布式部署架构、超低时延业务、高精度时间同步等网络和业务特点都对承载网提出了更多、更高的要求。因此
2、自2016年开始全球运营商、设备供应商开始研究面向5G的移动回传网络技术。如今IP/MPLS技术已经成为多数运营商的选择,IP/MPLS技术是比较成熟的技术,但近几年来IP/MPLS网络及业务承载技术也不断发展和革新,运营商在具体的技术演进和方案上各有特色。本文基于国内运营商的网络特点和5G网络对承载网的需求,对基于IP/MPLS多业务综合承载网(IPRAN)技术方向和网络方案进行分析,并提出一些网络方案建议。5G网络架构及部署特点5G组网存在两种模式,分别为独立组网(SA)和非独立组网(NSA)。NSA模式以4G基站作为锚点,主要面向eMBB业务,提供大带宽互联网服务。该方式采用4G和5G结
3、合组网方式,标准比较成熟,设备也基本成熟,目前商用或正在建设的5G网络普遍采用该模式。SA模式是完全独立建设的5G网络,能够提供5G网络愿景提出的各种服务场景,但标准的成熟比NSA模式晚了半年以上,设备及终端相应也将晚半年到一年的时间才能商用(预计在2020年)。因此5G网络盛宴将从NSA模式开始,5G精彩将在SA模式下绽放。国内运营商一直在推动SA技术,希望直接采用SA组网模式。但在国际市场竞争态势下,国内运营商很有可能先采用NSA模式建设,再逐步演进到SA模式。3GPP提出NSA和SA组网模式的多种选项,国内运营商NSA模式组网将选择Option3x架构,SA模式组网将选择OpTIon2架
4、构。如图1所示。图1 5G组网示意图OpTIon3x是以4G基站作为锚点,新建5G基站控制面通过锚定的4G基站接入核心网,下行流量全部承载在5G基站上,4G基站主要解决5G基站上行覆盖和控制信令,4G/5G基站间Xx接口主要为控制面流量及5G基站覆盖边缘的上行流量,总体流量占比较小。OpTIon2独立部署5G核心网,5G基站独立于4G基站,直接接入5G核心网5GC。4G网络和5G网络间通过EPC与5GC实现互通。OpTIon3x充分利用LTE的核心网,LTE核心网普遍采用按省集中部署方式,基站回传业务的组织相对简单,但LTE基站和5G基站间的连接需求(Xx接口)不可避免,不但5G RAN网络的
5、组网复杂度较高,回传承载方案也更为复杂。Option2采用5G网络全新建设方式,回传业务组织相对比较简单,但核心网的虚拟化和分布式部署要求回传承载网络有更强的路由能力。面向5G承载的IPRAN网络技术演进IPRAN是业界主流的移动回传业务承载技术,在国内运营商的网络上被大规模应用,在3G和4G时代发挥了卓越的作用,运营商也积累了丰富的经验。尤其是IPRAN统计复用的特点,充分利用网络的带宽,比如自3G时代建成后,4G时代根据流量发展适当扩容就满足4G网络多年来的业务量10倍增长的承载需求。5G基站的业务量将比4G基站高10倍以上,比3G基站高近百倍。现有IPRAN网络的能力无法满足如此大跨度的
6、业务发展。因此面对5G网络的需求,IPRAN网络技术需从多个角度进行革新。IPRAN设备技术IPRAN设备技术的变化主要包括四个方面。设备吞吐量大幅提升。面对5G基站吞吐量10倍以上的提升,IPRAN网络整体容量应有相应的提升,相比现有IPRAN设备,IPRAN2.0设备的端口接入能力、交换容量等都将有大幅度的提升,单台核心汇聚设备的容量大到6.4T以上,甚至可以升级支持高达25.6T的容量。不但能够满足移动回传业务发展的需要,还可以满足专线业务甚至宽带业务承载的需求。网络接口速率也将从GE/10GE为主,演进到10GE/25GE/50GE/100GE等更高速率。IPRAN设备技术与WDM设备
7、技术进一步融合,IPRAN设备直接提供高速彩光接口over到WDM的波道上(IP over WDM)将成为发展方向。芯片技术发展。采用新一代的芯片技术,提升芯片容量的同时,降低芯片的单位GB功耗,芯片处理业务的性能也有大幅度的提升。在国际上交换芯片企业出现寡头垄断趋势,国内多个设备供应商自主开展网络处理器(NP)芯片的研发,新一代的IPRAN设备将更多采用国产芯片。将采用基于FlexEth的链路绑定和管道隔离技术,简化网络容量扩展,并提供硬管道的业务隔离。高压直流供电技术。5G核心网将采用虚拟化和云化部署方式,传统的专用核心网设备将演进为数据中心内通信云上虚拟化的网络功能,设备硬件则变成通用的
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