探秘面向5G承载的以太网带宽演进

从2G时代的语音业务为主,到3G时代的数据业务兴起,再到4G时代视频业务的走红,通信技术的发展悄然改变人们的生活。未来5G将满足移动互联和万物互联的发展需求,超高清、4K和浸入式视频的流行将会驱动带宽速率大幅提升。承载网作为拉通无线和核心网之间的管道传输平台,需要满足未来5G时代带宽速率快速增长的趋势以及为各种业务的差异化需求提供保障。

面向5G的承载网需要以太网带宽持续演进

应对5G时代的海量连接和流量剧增,承载网具备快速经济的部署和演进能力,是运营商抢占5G先机发挥商用价值的关键。

按照NGMN标准化组织提供的无线基站带宽估算方法可以推导出,面向5G的承载网需具备接入环50GE~100GE、汇聚环200GE~400GE的组网能力。NGMN认为要实现5G时代业务功能,无线频谱效率相比4G时代的频谱效率需要大大提升,5G基站峰值带宽和均值带宽也将大幅提升。对于典型站型4G和5G共基站站址,5G承载网对接入环带宽的需求比现在的10GE环带宽平均提升3倍左右。按照移动实际流量平均每年61%的增长速度,以及考虑接入汇聚收敛比,则汇聚环带宽的需求将超过100GE。

光接口的技术发展和产业链的支持是影响带宽发展方向的重要因素。近年来,随着25G光电器件在产业链趋于成熟,25GE/50GE光接口得到快速发展并逐步应用于大型数据中心互联,其凭借高速率、高性价比和低功耗的优势而倍受青睐。采用25G光电器件加50GPAM4(四阶脉冲幅度调制)模块的50GE光模块,只需内置一路单通道光收发组件就能获得较高的光接口速率,实现方案非常简洁;相比而言,基于四路10G光电器件或者四路25G光电器件实现的40GE/100GE光模块内置多通道光收发组件,实现代价更高。

5G承载网接入层在10GE带宽不够、100GE商用普及尚早的情况下,采用50GE组网将给运营商带来最优性价比的解决方案;基于四通道光收发组件和50GPAM4模块实现的200GE光模块,业界也能快速实现并应用于5G承载网汇聚层组网。接入层50GE组网和汇聚层200GE组网将为5G承载网早期建设打下商用基础。

国际标准组织和产业持续推动以太网健康发展

以太网诞生的前30年中,产生了从10M~100GE的6种以太网速率。以太网以其先天具备的实现灵活、操作简化和部署经济等优势,在全球获得广泛普及并不断丰富完善。2016年5月IEEE 成立802.3cd TaskForce,瞄准基于PAM4技术的50GE以太网接口以及以此为基础的100GE/200GE以太网接口的标准化,将会帮助未来成本优化的高速率解决方案尽早实现。此外,400GE以太网接口标准802.3bs已经通过草案,预计将在2017年发布。未来以太网的演进将持续拥有强大生命力。

基于接口通道化实现网络分片的灵活以太网(FlexibleEthernet),支持提供差异化业务体验的未来网络架构,成为5G承载网发展的关键方向。2016年3月光联网论坛OIF组织正式发布基于100Gb/s速率的第一代Flex-ETH标准。Flex-ETH定义为以太网L2/L1层之间的中间层,支持将多个速率的PHY捆绑在一个MAC层以提供更高速率的Bonding方案,满足超密集区域灵活大带宽承载需求;可以实现用户侧接口速率按需配置,不同接口之间业务相互隔离,当前配置颗粒度为5Gb/s,在下一代Flex-ETH标准中将达到1G/ps颗粒度;可以通过专用硬管道来保证服务质量和安全,提供低时延解决方案;未来还将不断与网络新技术相融合,支持承载网持续演进和5G业务的发展。

国际标准组织和产业多年来支持IEEE802以太网技术,致力于推动以太网接口广泛的互联互通,寻求新的应用来不断扩展以太网市场。

华为推出单端口200GE线卡,领跑以太网超宽管道

随着4.5G/5G带宽需求持续增长,IP承载网带宽将基于现网持续演进,200GE与100GE将成为汇聚层的基本速率,并会得到广泛部署。当前,200GE交换网、背板、连接器、业务处理芯片产业链趋向于成熟,200GE光模块部件关键技术也已经具备。200GE模块封装、连接器、光器件与100GE可以共用产业链,光模块厂家均可快速研发生产。200GE模块相比100GE模块容量提升一倍,功耗并不明显增加。200GE实现方案相比400GE实现方案内置光收发组件通道数更少、功耗更低,长距能力更易实现。200GE与100GE以及未来的400GE将长期共存。

为匹配无线空口技术的快速发展和用户流量激增对承载网络的冲击,2016年华为推出支持Flex-ETH的200GE线卡,提供单端口200GE超宽管道,助力运营商从容应对承载网对大带宽的需求。随着2017年400GE以太网标准IEEE802.3bs的即将推出,华为将进一步推出单端口400GE解决方案以应对承载网平滑升级。

华为IP承载网解决方案,支撑视频业务及未来5G的长期演进,满足未来5~10年承载网演进及带宽增长的需求,与运营商一起构筑面向未来最佳体验的精品承载网。

 

 

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