3、面向5G承载创新解决方案-ZTE

Title:Type:ArialSize：32-24-ptColor：TheZTEblueSubtitle:Type:ArialSize：20ptColor:TheZTEgreen5G先锋面向5G承载创新解决方案汇报提纲网络架构及关键技术5G承载需求建网思路探讨5G承载实践335G关键能力指标自动驾驶高可靠性应用大带宽高速率泛在连接低时延高可靠性智慧城市智慧家居/楼宇高清语音超高清3D视频云办公/游戏AR/VR工业自动化GB/秒移动通信流量密度(Mbit/s/m2)连接密度(devices/km2)网络能效峰值速率(Gbits/s)用户体验速率(Mbits/s)频谱效率移动性(km/h)时延(ms)IMT-2020IMT-Advanced1101x350101051061x100x100.1201003x5001指标名称流量密度连接数密度时延移动性能效用户体验速率频谱效率峰值速率4G参考值0.1Mbps/m210万/km2空口10ms350km/h1倍10Mbps1倍1Gbps5G取值10Mbps/m2100万/km2空口1ms500km/h100倍提升0.1-1Gbps3倍提升20Gbps44关键挑战1：单站带宽需求5G基站峰值相比4G，有几十倍的提升，对现网设备（特别是接入层）带来巨大挑战注：数据来源于中移集团公司LTE规划VS现有4G承载网带宽规划5G低频5G高频频谱资源3.4G~3.5G，100MHz频宽28G以上频谱，800MHz带宽基站配置3Cells,64T64R3Cells,16T16R3Cells，4T4R小区峰值6Gbps4Gbps8.0G小区均值1Gbps400Mbps2.0G单站峰值单站峰值=单小区峰值+均值*(N-1)6G+（3-1）*1G=8G4G+（3-1）*0.4G=4.8G8.0G+（3-1）*2.0G=12.0G单站均值单站均值=单小区均值*N1G*3=3G0.4G*3=1.2G2.0G*3=6.0G站型S111(70%)S222(30%)室分站(35%)接入层均值带宽80Mbps160Mbps60Mbps峰值带宽（PIR）320Mbps640Mbps110Mbps55关键挑战1：网络带宽需求5G的承载网带宽规划与站型、站密度相关，存在较大的不确定性，需要承载网支持线路容量可平滑扩展能力核心层汇聚层接入层骨干汇聚1416初期收敛比中后期收敛比148每个骨干汇聚点下挂6个汇聚环骨干汇聚点下行方向端口需求8*400G骨干汇聚点上行方向带宽=汇聚环带宽*汇聚环数*收敛比每个汇聚环有6个普通汇聚节点每对汇聚点下挂4个接入环汇聚环带宽=接入环带宽*3*4*收敛比热点区域：接入环4个节点，平均每个接入节点接入2个5G基站一般区域：接入环8个节点，每个节点接入1个5G基站接入环带宽=单站均值*（N-1）+单站峰值（高频场景下计算高频站峰值)网络模型与计算方法核心调度层：根据地市规模部署，调度层下挂骨干汇聚点，每个核心调度层设备，下挂2~4个骨干汇聚点；核心落地点：根据地市规模部署，每地市部署1~2对核心落地点；场景1：热点区域1个接入环4个节点，平均每节点带2个5G站(其中4个高频站,4个低频64T64R)场景2：一般区域1个接入环8个节点，每节点带1个低频站（8个低频站16T16R，1个站取峰值)接入环带宽3*3+8+12*4=65G汇聚环带宽65*12*0.5=390G(中后期)65*12*0.25=195(初期)骨干汇聚点带宽390*6*0.25=585G(中后期)195*6*0.25=292.5G(初期)接入环带宽7*1.2+4.8=13.2G汇聚环带宽13.2*12*0.5=79G(中后期)13.2*12*0.25=39.5(初期)骨干汇聚点带宽79*6*0.25=118.5G(中后期)39.5*6*0.25=59.25G(初期)66关键挑战2-低时延T5T0T2T4T3T6eCPRI/CPRI5GAAUeMBB5GCNCUDUT1DU5GCNCUT0T2T6T5eCPRI/CPRI5GAAUuRLLC5GCNT15GCNDU+CUDU+CUeMBB端到端时延:(T0+T1+T2+T3+T4+T5+T6)x2+T720ms承载网时延需求：(T1+T3+T5)x2+T714.4mseMBB场景承载网单向时延需求：T1+T3+T56.2msuRLLC端到端时延:(T0+T1+T2+T5+T6)x2+T75ms承载网时延需求：(T1+T5)x2+T73.2msuRLLC场景承载网单向时延需求：T1+T51.1ms典型时延需求：20ms典型时延需求：5msT7T7注：1ms极限时延uRLLC场景，业务处理在站点完成，承载不参与需要结合路径优化、减少节点数量、降低节点处理时延等因素，整体降低承载网时延77关键挑战3：网络灵活5G采用超密集组网技术（UDN），基站密度更高，站间协同是必选功能，东西向流量带宽需求相比4G会增加核心网云化后部署在边缘DC中，边缘DC之间的东西向流量需要动态疏导MEC下沉到边缘汇聚层，MEC之间会产生东西向流量；同时MEC和边缘DC之间也产生南北向流量（内容下载）边缘DCMECMECMEC边缘DCEPCPool5G承载网趋向于FullMesh全连接，现有网络架构（L2+L3）需要重新设计88关键挑战4：网络分片超高清视频播放密集人群宽带接入工业自动控制传感器网络…低（1-100Kbps）毫秒到小时N/A1Mbps，最高10Mbps1ms99.9999%50/25Mbps10msN/A带宽50/300Mbps时延10ms可靠性N/A切片化网络终端应用按需定制切片运营资源共享5G网络标准需要无线/承载/核心网端到端切片，对承载设备而言，需要底层支持切片的能力99关键挑战5：IPv6国办IPv6推进计划包括互联网业务平台、网络基础设施、应用基础设施、网络安全四个领域其中基础设施包括无线和固网改造，无线部分LTE端到端网络IPv6改造无线和CN网络地址：BBU/DU/CU/CN等节点地址为网络地址，未来5G基站直接采用IPv6地址承载网上承载的IP业务特征：当前无线RAN之间，RAN和CN，CN与CN之间采用IPv4承载，回传中业务都是IPv4报文，CN业务上Internet目前也都是用IPv4地址，4G阶段，核心网之间已经引入IPv6需求IPv6是国家战略，5G基站及核心网接口都会采用IPv6地址，承载网支持V4/V6双栈成为必选项1010关键挑战6：高精度时间同步连续/非连续载波聚合5G多点联合发送CoMPJT±65nsCA功能将跨越不同的BBUGPS误差，承载网误差都会影响CA同步精度5G基站的覆盖面积小于4GCoMPJT用于降低干扰提升用户终端吞吐量5G5G1.8G2.6G3.5G26G900MCA±130/260nsGPS天线安装难120°净空，同时定位3颗卫星馈线安装难馈线长，敷设困难，尤其是室内基站馈线安装更困难成本每基站均需配置一套GPS系统维护困难基站数目多，GPS维护点多GPS易受干扰信号劣化、信号丢失、伪GPS干扰需要通过逐个站点关闭信号排查问题TD基站时间同步信号5G时间同步精度要求更高，基站部署GPS运维难度大、成本高11115G需求促进承载网技术演进•单站能力提升10~100倍•广覆盖低频站密度是LTE基站的1~1.2倍密度•流量模型复杂：基站协作、核心网和基站云化带来的泛在灵活连接•4G和5G融合组网带来的双连接•5G承载网分片，基础网络虚拟化，满足一网多用•承载网分片和核心网、基站分片的端到端统一编排•不同业务存在差异化的时延要求•URLLC业务对承载网络时延、可靠性和安全性提出苛刻要求•5G基础业务需要±1.5us的时钟同步•协同业务需求，预计同步精度指标也会缩小，具体指标待研究大带宽灵活调度网络分片低时延和高可靠高精度时间同步汇报提纲网络架构及关键技术承载需求及业界进展建网思路探讨5G承载实践1313CU/DU分离对承载的网络要求5G的基站功能重构为CU和DU两个功能实体。CU与DU功能的切分以处理内容的实时性进行区分。CU(CentralizedUnit)：主要包括非实时的无线高层协议栈功能，同时也支持部分核心网功能下沉和边缘应用业务的部署5G的基站功能重构：CU：DU(DistributedUnit):主要处理物理层功能和实时性需求的层2功能。考虑节省RRU与DU之间的传输资源，部分物理层功能也可上移至RRU实现DU：基站重构为CU和DU两个逻辑网元，可以合一部署，也可以分开部署，根据场景和需求确定网元之间的网络功能重构，如部分核心网功能下沉至CUBBU部分功能上移至RRU/AAU原BBU基带功能部分上移，以降低DU-RRU之间的传输带宽AAU：对承载网络架构的影响回传：4G/5G双连接、基站协同、DC互通流量需要就近转发，L3到边缘中传：与回传接入位置重合带宽与回传相当，对uRLLC业务存在低时延需求前传：eCPRI接口，分组化要求低时延组网1414RAN切分带来的多种部署方式接入机房CUDUD-RAN1AAU/RRUNGC机房AAU/RRU接入机房DUAAU/RRUAAU/RRUCU云化&DU分布式部署3CU接入机房DU接入机房DUNGC机房AAU/RRUDUPoolCU云化&DU集中4NGC机房回传核心汇聚综合业务接入机房CU回传核心汇聚接入综合业务接入机房CU+DU集中C-RAN2AAU/RRUNGC机房回传核心汇聚接入光纤直驱或前传网回传核心汇聚回传接入（中传）回传接入（中传）光纤直驱或前传网15155G时代，以DC为中心的云化网络架构5G核心网虚拟化，部署到以DC为中心的云化网络架构中；BBU裂化为DU/CU，CU虚拟化部署；5GCU/DU架构CUDUHighPHYLowMACHighMACLowRLCHighRLCPDCPRRCLowPHYRFLowPHYHighPHYLowMACHighMACLowRLCHighRLCPDCPRRCRFBBU4GBBU架构核心DC边缘DC边缘DC本地传输网IP骨干网（DCI）企业家庭vBRASvCDNvCPEvNGCvBRASvCDNvCPEvNGC以DC为中心的云化网络架构中传前传NGCEPC回传前传回传MECMEC核心网虚拟化，部署到DC中MEC部署到边缘汇聚层，uRLLC用户面下沉到MECBBU裂化为CU/DU，部分功能迁移到AAU，部分功能迁移到CU承载网络分为前传（eCPRI接口）、中传（分组）、回传三部分2G5G3G4G4GRRU5GAAU1616基于SPN的5G传输网目标架构n*200GE/400GEDU+CUCU①②n*200GE边缘DCvEPCvNGC汇聚综合业务接入接入DU100GE5GDU+CU③CUDU④SPN基于FlexE/SR/200GE/L3VPN/SDN等新技术，打造大带宽/低时延/灵活连接的本地传输网络灵活大带宽高可靠性高精度同步灵活大连接智能O&M超低时延核心汇聚采用SPNOverOTN架构，SPN通过100GE/200GE接口组网，为5G业务提供超大带宽资源OTN采用超100G组网，为SPN提供100GE/200GE客户侧接口，传统OTN无法给SPN提供100GE/200GE承载能力接入层采用100GE组网，实现5G基站业务的接入，满足前传/中传/回传统一承载的大带宽需求通过部署FlexE/SR/IPv6等技术，满足5G业务承载的关键需求1717前传可选承载方案DU5GAAU5GAAUeCPRI3*25GE4GRRUCPRI3*10G光纤直驱DUAAUAAUAAUOTNAAUAAUDUAAU无源波分AAUAAUDUAAUPacketTransportAAUAAUDUAAU优点：•简单、开通快•成本低、时延小缺点：•光纤资源消耗大•无OAM和保护优点：•节省光纤资源•完善的OAM和网络保护缺点：•成本较高•不具备统计复用能力优点：•节省光纤资源