探秘面向5G承载的以太网带宽演进

探秘面向5G承载的以太网带宽演进

佚名 C114中国通信网 2016-12-29

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背板以太网，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50G PAM4(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。

图1：基于25G光电器件及PAM4模块的50GE光模块

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50G PAM4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

由单总线数字温度传感器ds18b20和89c2051组成的经济型家庭用测温系统.其温度显示为"-xxc",精度±0.5℃,测温范围-55℃-+125℃.下面详细分析系统构成及汇编语言对ds18b20操作时序的实现方法.图1为本系统电路图,图中dsp为四只数码led显示器的简化. 1.ds18b20的初始化与读写程序 ds18b20是"一总线"接口温度传感器,测温范围为-55℃-+125℃,在-10℃-+85℃范围内精度为±0.5℃.ds18b20可以程序设定9-12。 cpu、5 个网关的高速以太交换器、物理层 (phy)、功率放大器、以及多种系统内存接口，可使系统设计简化，让客户快速将产品推出。而视频中几个准星移动的操作不到0.2s，目标瞄准快速有效，意味着光子或许在操作简化上有了新的解决方案。

基于接口通道化实现网络分片的灵活以太网(Flexible Ethernet)，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

传统的otn通过gmp技术实现对tdm/ip等多业务的封装和承载，但随着业务速率的提升，基于固定速率otuk接口的映射、封装、成帧处理愈发不能满足运营商对超宽带和灵活可配置带宽的需求，且不同的otuk需要不同的硬件与之对应，同时，也无法与具备可软件编程的光物理层(flex transceiver)单元相适配。cfp4和qsfp模块很像，都是四路，都支持40g和100g，不同的是cfp4模块管理功能更强大、尺寸也更大（这对于高密度数据通信是个劣势），能够支持更大的功耗，对于25gb/s以上速率等级，以及长距离传输场景（需要tec控温，功耗大），cfp4模块在功耗和散热上的优势就可以体现出来。在单一芯片上完成模拟和数字集成，封装尺寸缩小，同时还简化了接口，由于无需分立adc和dac器件，采用rfsoc的系统功耗和封装尺寸可减少多达50-75%。

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。

抛开商业模式和商业动机，从企业角度去审视思考，华为以精品自营+聚合的内容合作策略来打造华为视频，是其服务品牌战略的重要一步，即为华为终端用户量身定制精品化视频应用，提供超值影视内容服务。华为基础设施，通过现场演示及vr等形式，展示了高性能fushioncube、不间断ups、敏捷网络、视频云平台等基础设施设备，从云管端全方位展示华为基础设施在机场全流程业务运行的可靠承载和支撑。同时，原子路由器现网零改造背板以太网，即可实现传统网络平滑演进，将gsm(global system for mobile communications)/umts(universal mobile telecommunications system)承载网、ipv4网络和传统数据中心等向lte(long term evolution)/lte-a(lte-advanced)承载网、ipv6网络和数据中心演进。

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