5G承载需求及方案探讨课件

1、5G承载需求及承载方案探讨中国电信股份有限公司北京研究院 张成良2022年8月4日第1页，共24页。5G发展时间表和愿景2014201520162018201920202017RANRel-14Rel-15Rel-16Rel-135G Phase 15G Phase 2Previous TimelineGlobalLaunchAug.22 2017Non-StandaloneNRFull IMT-2020NRStandaloneNRAccelerating DecisionCPRICPRI 7.0 25GeCPRI V1.0到2020年，第五代移动通信（5G）启动商用服务，高速、移动、安全、泛

2、在的新一代信息基础设施基本建成。我国成为5G标准和技术的全球引领者之一2017-2020年5G发展规划（工信部、发改委） 2第2页，共24页。5G的重大战略意义中国制造2025指出应全面突破第五代移动通信（5G）技术，推动核心信息通信设备体系化发展与规模化应用。“十三五”规划纲要提出，要积极推进5G发展，2020年启动5G商用。国家信息化发展战略纲要提出了到2020年5G技术研发和标准取得突破性进展的战略目标。863计划和重大专项三相继启动5G研发项目，积极支持技术创新。2016年1月启动5G技术研发试验，由IMT-2020(5G)推进组负责组织实施。2015年，NTT DoCoMo牵头与部分

3、主流设备厂商共同开展5G技术测试。2017年，5GMF将牵头启动日本的5G技术试验。发布5G国家战略，拟投入1.6万亿韩元（约合14.3亿美元）。计划2018年初平昌冬奥会期间由韩国电信(KT)开展5G预商用试验。率先明确10.85GHz的5G高频资源，成为全球首个正式规划5G频谱的国家。发布4亿美元“先进无线通信研究计划”,计划2017年启动5G试验,将建设四个城市级测试平台。 3第3页，共24页。跨领域协同新型空口无线融合网络新型承载智能网络智慧化运营提升频谱效率，降低空口传输时延关注点：大规模天线、新型帧结构低成本25G光模块、低时延OTN、高精度同步传输、新型转发和控制技术，等提升业务

4、的用户感知关注点：MEC4第4页，共24页。5G RAN架构的变化：前传、中传和回传CU/DUDUCUDU/CUDUCU1234传统基站部署DU分布部署，CU集中部署DU/CU合一，集中部署CU云化独立部署5G RAN三层架构部署形态多样化5第5页，共24页。6第6页，共24页。5G承载的七大需求mMTC(大量的机器通信)uRLLC(超可靠低时延通信)（高速率）eMBB3D 视频, 超高清视频云游戏、云办公虚拟现实工业自动化关键任务自动驾驶智慧家庭智慧城市大带宽：前传eCPRI 25G，单基站（低频3Cell）业务带宽35G，中回传带宽超100G超低时延：eMBB业务4ms；uRLLC业务0.

5、5ms；uRLLC业务前传时延要求20-30us高可靠：部分uRLLC业务要求99.999%可用性高精度同步：协同业务同步需求达到100ns量级智慧楼宇7第7页，共24页。5G承载的需求：大带宽基站场景前传带宽中传&回传带宽(峰值/均值)5G 低频基站：Sub6G/100MHz3 cells、64T64RSE峰值50bit/hz，均值10bit/hz3*25Gbps5Gbps/3Gbps5G高频基站：Above6G/800MHz3 cells、2T2RSE峰值25bit/hz，均值4bit/hz3*25Gbps20Gbps/9.6Gbps根据NGMN带宽规划原则：峰值取值为单Cell峰值均值取

6、值Cell数量*单Cell均值；eCPRI接口带宽：25GE 【多数厂商的选择】对比4G LTE基站：峰值900Mbps，均值150Mbps8第8页，共24页。5G承载的需求：低时延时延指标类型时延指标来源UE-CU（eMBB）4ms3GPP TR38.913UE-CU（uRLLC）0.5ms3GPP TR38.913eV2X（enhanced Vehicle to Everything）3-10ms3GPP TR22.891前传时延（AAU-DU）100150us综合，URLLC可能更低9第9页，共24页。5G承载的需求：大带宽（续）基站汇聚接入核心接入设备容量汇聚设备容量核心设备容量接入基

7、站带宽：峰值5Gbps/均值3Gbps接入环配置：假设一个接入环接8个基站，按7个基站均值、1个基站峰值规划7*3Gbps+5Gbps=26Gbps接入设备要求：上行：2个50GE接口，能扩展到100GE下行：多个10GE接入汇聚环配置：1个汇聚环带6个汇聚设备 ；一对汇聚设备接6个接入环，带宽收敛比为6:1汇聚环上行带宽：6*6*26Gbps/6=156Gbps汇聚设备要求:下行接口：6*50GE或6*100GE上行接口：2 *200GE/400GE25G vs. 50G100G vs. 200G10第10页，共24页。5G承载的需求：高精度同步5G同步业务需求包括5G TDD基本业务同步需

8、求和协同业务同步需求两部分：5G TDD基本业务同步需求预计与4G TDD基本业务相当：1.5us（低频），500ns（高频）同步精度主要取决于协同业务需求，5G的空口帧长度1ms比4G空口帧10ms小10倍，预计同步精度指标也会缩小，具体指标待研究5G承载须支持时钟随业务一跳直达，减少中间节点处理，单节点时钟满足ns级精度(IEEE1588v2.1)场景业务时间同步要求（tbd）影响5G低频 (sub-6G)5G基本业务1.5us影响基本业务可用性5G高频 (above-6G)5G基本业务500ns影响基本业务可用性5G低频 (sub-6G)协同业务(CoMP/SFN)ClassA+:+/-

9、12.5nsClassA:+/-45nsClassB:+/-110ns增益下降或无增益11第11页，共24页。DUMEC/MCENew CoreMEC/MCEDUDUCUCUeX2 4msXnXnXnMEC/MCE 4mseX2CU+DUCU+DUS1S1New Core11122335G承载的需求：灵活路由12第12页，共24页。波长、ODUflex硬切片硬切片或者L2/L3软切片13第13页，共24页。14综合业务接入点(CO)AAU未来：DCICU+DU前传（AAU-DU）DU宏站AAUAAUAAUAAUAAUAAU+DU前传：N*25GCUCUDU25G/50G/100G/200G O

10、TNNew CoreNew CoreMECMEC200G/400G OTN/ROADM100G/200G OTN/ROADM中传（DU-CU）回传（CU-MEC/New Core）DU中传回传14第14页，共24页。5G前传的挑战：光纤资源综合业务接入点（CO）1频点3对光纤BBUPTN2频点6对光纤1频点3对光纤2频点6对光纤宏基站示意图基站A基站B基站C光交箱1光交箱2光交箱3光交箱46芯光纤18芯光纤24芯光纤6芯光纤基站D解决方案：WDM15第15页，共24页。5G前传承载方案OAD5G DUAAUAAUAAUOAD无源WDMOTNAAURRU25G/50G/100G/200Gn*10

11、G CPRIn*25GCPRI/eCPRI5G DUOTNAAUAAURRURRU4G BBU有源WDM/OTN有源WDM/OTN方案的优势：节约光纤：单纤双向或双纤双向，40波/80波。节约成本：减少光模块数量。维护简单：无源OAD免维护。有源WDM/OTN方案的挑战：彩光模块：封装和功耗做到白光模块水平。设备管理：无线设备管理彩光模块。建议：采用时延优化的OTN封装，继承OTN维护手段。共同的挑战：降低时延！16第16页，共24页。低成本大带宽传输技术f(Hz)DMT: Discrete Multi-TonePAM4: 4-level Pulse Amplitude Modulation短

12、距非相干超频传输技术：利用低速率光器件实现高速率传输中长距相干传输技术：可插拔、低成本、低功耗硅光调制器CFP/CFP2-DCO光模块17第17页，共24页。超低时延OTN技术18185G时延指标类型时延指标终端-CU（eMBB）4ms终端-CU（uRLLC）0.5mseV2X310ms前传时延（AAU-DU）100usOTN将是5G前传承载的主流技术方案，满足URLLC业务需要对OTN设备时延性能进行进一步优化OTN时延优化措施包括：针对5G前传场景，旁路芯片内不必要的功能模块和FIFO缓存，并对FIFO缓存的深度和资源调度进行了优化优化OTN成帧结构和映射封装方式（OTN lite）采用更

13、大的支路时隙（TS），如5Gbit/s、25Gbit/s等目标：单节点时延1us量级18第18页，共24页。超低时延OTN技术实测结果超低时延样机 25GE 平均时延 4.7usCPRI7 平均时延 6.5us中国电信-Microsemi超低时延OTN联合创新19第19页，共24页。小结2020第20页，共24页。谢谢！第21页，共24页。3G/4G/5G转发层控制管理层5G AAU/DUVNFmanagerNFVO5G OrchestratorRAN ControllerOTNControllerMobile Core ControllerSDNOCentral DCGWmMTC GWvCDNLocal DCeMBB GWvCDN uRLLC GW MEC/CU10G/25GE5G 前传/中传城域汇聚城域核心长途骨干OLTEdge DC波长一跳直达CPRI/eCPRI over OTNMuxponder多路复用低时延、大带宽OTN电交叉、P