5G最近利好不斷，正加速走向商用，亦讓網(wǎng)絡(luò)承載迎來(lái)了挑戰(zhàn)。相比于4G，5G的接入網(wǎng)（基站）發(fā)生了巨變，進(jìn)而帶動(dòng)承載網(wǎng)（基站和基站之間、基站和核心網(wǎng)之間的連接系統(tǒng)）的嬗變。而滿足5G高帶寬、低時(shí)延和靈活組網(wǎng)的需求，需要分布式、虛擬化、云化、可編程的承載網(wǎng)“匹配”。作為5G承載網(wǎng)的主流技術(shù)，OTN(光傳送網(wǎng)絡(luò))正不斷揚(yáng)長(zhǎng)避短，開(kāi)啟3.0時(shí)代承接這一使命。
5G承載網(wǎng)的變革
隨著5G標(biāo)準(zhǔn)的確立，MiFi類產(chǎn)品甚至手機(jī)類終端也將加快上市。隨著終端的大量接入，以及5G的頻譜使用、現(xiàn)有基站相對(duì)飽和的問(wèn)題，5G的競(jìng)爭(zhēng)將演變?yōu)楣饫w基礎(chǔ)設(shè)施的競(jìng)爭(zhēng)。為了保持網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)可行性，光纖網(wǎng)需要從架構(gòu)到技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，以使日益增長(zhǎng)的光纖基礎(chǔ)設(shè)施成本在“可控”范圍之內(nèi)。
相比于4G，5G基站架構(gòu)將發(fā)生改變。在5G網(wǎng)絡(luò)中，接入網(wǎng)不再是由BBU（基帶處理單元）、RRU（射頻拉遠(yuǎn)單元）、天線這些東西組成了。
“5G承載網(wǎng)被重構(gòu)為以下3個(gè)功能實(shí)體：原BBU的非實(shí)時(shí)部分LI將分割出來(lái)重新定義為CU，負(fù)責(zé)處理非實(shí)時(shí)協(xié)議和服務(wù)，功能將遷移到服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)CU的虛擬化/云化，以方便進(jìn)行集中控制。BBU的剩余功能重新定義為DU，負(fù)責(zé)處理物理層協(xié)議和實(shí)時(shí)服務(wù)，這需要新的專用及定制化硬件。而B(niǎo)BU的部分物理層處理功能與原RRU及無(wú)源天線合并為AAU。” Microsemi資深產(chǎn)品經(jīng)理郎濤介紹說(shuō)。
郎濤表示，有了DU和CU這樣的新架構(gòu)，支撐了5G承載網(wǎng)的回傳、中傳、前傳功能。5G承載網(wǎng)的關(guān)鍵需求在于超低時(shí)延、超大容量和網(wǎng)絡(luò)切片，實(shí)現(xiàn)垂直業(yè)務(wù)的隔離。在這方面，OTN有著諸多優(yōu)勢(shì)，如大帶寬、低延時(shí)、高可靠性、網(wǎng)絡(luò)切片等，正成為5G承載網(wǎng)的“網(wǎng)紅”。
光模塊市場(chǎng)將突破523億 市場(chǎng)就給予了積極的預(yù)測(cè)，市場(chǎng)研究公司Cignal AI預(yù)計(jì)，基于OTN的光傳輸設(shè)備市場(chǎng)將于2021年接近140億美元，400G聯(lián)同 100G連接將占部署容量的絕大多數(shù)，到2021年這部分光纖市場(chǎng)收入的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)將達(dá)到20%。
而從組網(wǎng)方案走向來(lái)看，有分析認(rèn)為，5G前傳組網(wǎng)方案或?qū)⑹枪饫w直驅(qū)和OTN共存，前傳光模塊速率或?yàn)?5G，據(jù)此測(cè)算而得5G承載網(wǎng)前傳光模塊平均每年需求約20億-52億元；中傳帶寬或?yàn)?5G，回傳帶寬或?yàn)?00G，核心環(huán)帶寬或?yàn)?00G，據(jù)此測(cè)算國(guó)內(nèi)5G承載網(wǎng)中傳/回傳光模塊平均每年需求約34億-60億元，核心環(huán)光模塊平均每年需求約15億-27億元。預(yù)計(jì)5G承載網(wǎng)光模塊整體市場(chǎng)規(guī)模約523億-624億元。
在這一前景的召喚下，成立近半年NGOF（新一代光傳送網(wǎng)發(fā)展論壇）亦在加速推進(jìn)工作。 NGOF 5G承載工作組組長(zhǎng)李俊杰表示，目前共有成員單位26家，涵蓋運(yùn)營(yíng)商、科研機(jī)構(gòu)、設(shè)備商、器件和芯片廠商，將著力聯(lián)合上下游，構(gòu)建一個(gè)開(kāi)放創(chuàng)新協(xié)作平臺(tái)，加速OTN的技術(shù)進(jìn)展和商業(yè)落地。
從現(xiàn)實(shí)來(lái)看，承載網(wǎng)投資需求主要來(lái)自三大運(yùn)營(yíng)商，流量帶寬持續(xù)增長(zhǎng)以及未來(lái)5G承載網(wǎng)建設(shè)都將驅(qū)動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需求上升，繼而帶動(dòng)下游相關(guān)器件以及配套光纖光纜需求的提升。
OTN3.0成為理想選擇
一直在循序漸進(jìn)的OTN在對(duì)5G承載網(wǎng)的支持上也在與時(shí)俱進(jìn)。Microsemi副總裁兼通信事業(yè)部總經(jīng)理Babak Samimi指出，5G研究當(dāng)下最關(guān)切的問(wèn)題有四個(gè)：如何將OTN從城域/骨干延伸到5G承載/接入？5G X-Haul的技術(shù)如何收斂？如何加速“后100G”時(shí)代光傳輸?shù)耐七M(jìn)？如何實(shí)現(xiàn)1T以上OTN板卡并保證功耗依然滿足要求？
因而，“OTN從10G為主的1.0時(shí)代，到100G普及了的2.0時(shí)代，現(xiàn)在正開(kāi)啟超100G速率的3.0時(shí)代。”郎濤分析認(rèn)為，“OTN 3.0真正能滿足5G承載中L1層的需求，成為5G承載中L1層的理想選擇。”
OTN 3.0優(yōu)勢(shì)是單波長(zhǎng)傳輸速率超過(guò)100G，并且從以前離散的固定速率（OTU1/2/3/4），轉(zhuǎn)變成靈活可變的速率（OTUCn）。OTUCn可以是100G以上，以5G為增量的任何速率，這極大提高了波長(zhǎng)和網(wǎng)絡(luò)的利用率，同時(shí)每100G端口功耗比上一代降50%。
在對(duì)移動(dòng)承載的優(yōu)化方面，通過(guò)優(yōu)化硬件和軟件設(shè)計(jì)，降低時(shí)延至1微秒的水平；增加了新的25GE/50GE客戶側(cè)接口，方便接入5G射頻單元的eCPRI 信號(hào)；提升硬件以支持納秒級(jí)的時(shí)鐘戳精度，并實(shí)現(xiàn)在OTN上傳送高精度時(shí)間的機(jī)制。
“因而，OTN 3.0 可與底下的光層交叉（ROADM）、上面的分組交換或三層路由共同組成完整的多層次的5G承載網(wǎng)。每個(gè)層次上可以獨(dú)立交叉或交換，可最大限度地降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)容量。” 郎濤強(qiáng)調(diào)。
DIGI-G5開(kāi)啟OTN 3.0時(shí)代
作為下一代光傳輸網(wǎng)絡(luò)論壇（NGOF）的創(chuàng)始成員之一，Microsemi一直參與到制定OTN在移動(dòng)承載網(wǎng)中的優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)工作當(dāng)中，并推出了第五代產(chǎn)品DIGI-G5，以此引領(lǐng)OTN 3.0時(shí)代。
郎濤宣稱，DIGI-G5是第一款支持OTN 3.0的芯片，具有單片600G的OTN交換處理能力，支持靈活的超100G速率，在時(shí)延、功耗等設(shè)計(jì)上都做了大幅度優(yōu)化和改進(jìn)，能完全滿足OTN3.0和5G承載的要求。同時(shí)，在云和SDN上有很多創(chuàng)新，并支持電信級(jí)OTN交叉軟件。
對(duì)于興起的OTN 3.0芯片，一般業(yè)界有兩種芯片級(jí)解決方案：FPGA和通用芯片。郎濤認(rèn)為，F(xiàn)PGA的特點(diǎn)是靈活性高，但成本和功耗相對(duì)較大，因此在研制早期通常會(huì)采用；而一旦技術(shù)成熟、需要大批量時(shí)，就會(huì)采用如同Microsemi DIGI-G5這樣的通用芯片。
除實(shí)打?qū)嵉挠布猓琈icrosemi還為DIGI OTN交換軟件開(kāi)發(fā)套件(SDK)提供了一個(gè)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的硬件抽象層(HAL)，將業(yè)務(wù)路徑設(shè)置簡(jiǎn)化為幾個(gè)應(yīng)用程序接口(API)調(diào)用，從而可助力OEM加快開(kāi)發(fā)周期。同時(shí)還允許OEM廠商根據(jù)需要，通過(guò)軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)擴(kuò)展軟件性能。