面向5G&B5G和算力网络的传送网技术发展探讨

中国移动 ChinaMobile 面向5G/B5G和算力网络的 传送网技术发展探讨 韩柳燕 中国移动研究院基础网络技术研究所 2023年6月14日 www.10086.cn 目录 中国移动 ChinaMoblle nd和 15G/B5G及算力网络发展 2传送网关键技术演进探讨 3总结 中国移动5G网络发展情况 中国移动 ChinaMobile 截止2023年5月，中国移动5G网络已覆盖360+城市，服务6.89亿5G套餐用户，已落地5G行业商用项目超10000个 中国移动已部署超35万端SPN作为5G回传网络，承载155万5G基站，实现全国市、县城区全覆盖，网络性能优异、稳定 155万站35万端6.89亿 700M+2.6G+4.9G基站SPN部署5G套餐用户 () 25G 3 政务AccAggCoreCore 小s 教育接入层汇聚层核心层3省际/省内 医疗骨干网 AccAggCoreCore 园区10G接口：50GPAM4100G100G/200G (g)最小容量：160G1.6T12.8T SPN已成为新一代传送网技术体制SPN向综合业务承载发展 已有6项ITU-TMTN国际标准发布（G.8312、G.8310面向5G回传、垂直行业、政企专线、算力等 G.Sup69、G.8331、G.8350、G.8321）既支持软切片，又支持硬切片，具备端到端切片 标志着SPN/MTN新一代传送网国际标准体系基本完成时隙交叉，安全性高，P节点转发时延低至2us ChinaMobile 5G-A网络发展趋势及挑战中国移动 2021年4月，3GPP正式确定5G-Advanced为5G演进标准名称，全球5G技术和标准发展进入新阶段 Rel-18为5G-A首个重要版本，计划2024年6月冻结。Rel-19SA1最早进行需求场景讨论，其他研究组已进入准备阶段 TSGa95TSG97TSG#98 RANRel-18 O02 TSG100TSG101TSGA102 TSG#103TSG#104TSG#105 OT SA/CTRel-18 RANIRAN2134ASN.1ASN.1 SA2/Stage2SA/CTStage3CT/SAASN.1 SA1Rel-19需求场景讨论RANRel-19准备RANRel-19 SA2/3/4/5/6Rel-19准备SA2/3/4/5/6Rel-19 Rel-19timeline SARANRol-19 workshop SAstage2 SAstage2 第二批立项 第一批立项 5G-A研究的新特性和业务场景重点包括：高清视频实时交互、全场景物联、通感一体、天地一体增强、A智能、绿色节能等。 R18新特性研究R19新特性研究 ·双工滨进（UDDSI) XR及多媒体增强 双工演进（UDDWI) XR及多媒体增强（元宇宙初期） 人工智能(SI+WI) 网络智能化(WI) ·人工智能(WI) 网络节能(SI+WI) 无源物联（SI) 应用事件开放(WI) +无源物联(SI+WI/SI) ：网络智能化(WI) ·无线数据白动化采集 TSN(WI) ·无线数据自动化采集 通感一体(SI) ·大规模天线增强 应用层智能(WI) 大规模天线增强 天地一体增强（SI+WI） 直连链路通信增强 天地一体增强（SI+WI) 直连链路通信增强/直连中继（UE协同） 、系统架构增强、数字窄生，移动算力网 . ·直连中继同联无人机?定位络 ·定位 目前B5G标准仍在讨论中，引入特性以及指标要求等尚未完全确定。根据当前研究热点探过分析传送网需求，核心性能指标带宽、确定性等需提升至少10倍以上，需向低成本大带宽、确定性网络、融合承载、天地一体、智能化、节能等方向演进 中国移动算力网络战略 中国移动 ChinaMobille 全力构建基于5G+算力网络+智慧中台的“连接+算力+能力”的新型信息服务体系打造“一点接入、即取即用”的社会级服务 连接算力能力 网络无所不达算力无处不在智能无所不及 5G·移动云、IDC、DICT·基础通信、大数据 ·干兆光纤光网·和彩云、云游戏·人工智能、区块链 ·NB-IoT等物联网·云电脑、云桌面、云手机·安全认证、精准定位 网络作为连接用户、数据和算力的桥梁，需要与算力深度融合，“以光筑底、以算为核”，形成算网一体化新型基础设施，为用户提供低时延、高可靠、端到端的算力连接 算力时代网为根基 算力时代以网为根基，需要发挥网络领先优势，实现算网共生 中国移动 ChinaMobile 以网连算以网强算算网一体 网络连接云边端泛在的算力资源突破后摩尔定律时代单点算力极网络感知算力、承载算力，实现满足新型业务需求限，实现算力集群优势网在算中，算在网中 中国移动应对大容量、高效率、多业务需求不断发展，已建成高品质基础网络 面向无线、互联网、专线业务等，已形成SPN回传、以算力为中心， OTN骨干超高速、政企专网等高品质网络增强和构建新的基础网络架构和能力 枢纽算力 内蒙 宁夏京津冀 成渝长三角 贵州珠三角 面向算力网络，在架构、带宽、业务、时延等方面新的需求，光网络需转型升级构建承载算力的基础网络底座 目录 中国移动 ChinaMoblle nd和 15G/B5G及算力网络发展 2传送网关键技术演进探讨 3总结 面向5G/B5G和算力网络的光传送网 中国移动 ChinaMobile 面向5G/B5G和算力网络场景需求，打造具备“小颗粒切片，算网共生，全域组网、智能敏捷、绿色低碳”五大能力 的光传送网，高效支撑5G/B5G承载、专线应用和端到端算网服务 食 核心网骨干网城域网接入网 MEC 传送网 MEC 传送网 面向算力端到端的全域组网能力 面向算网共生的3面向用户意图的 入算连算能力2智能管控能力 面向小颗粒的面向双碳战略的 切片服务能力 5大能力 绿色节能能力 1.面向小颗粒的切片服务能力 1.fgOTN的应用需求和标准历程ChinaMobille 细颗粒度OTN(fgOTN、OSU)承前启后，继承SDH能力，高质量承载TDM和分组业务，增强业务调度灵活性，服务于算力网络，可解决10M-1G级别小颗粒客户信号高效承载 同时，面向高等级业务需求，fgOTN技术必须满足固定时隙TDM特征，兼容现有OTN技术 业务场景关键需求特征 SDH设备正在逐渐退网高品质专线需保持TDM特性 OTN下沉至客户侧 贝兼容现有OTN技术 1G以下小颗粒高等级专线、算力业务需求增长需具备无损带宽调整能力 在Question11/G15（Signalstructures,interfaces,equipmentfunctions,andinterworkingforoptical transportnetworks?）推进fgOTN标准成熟，确保oOTN的TDM特性 202020222023-2024 G.OSU立项解决关键技术分歧标准更名为fgOTN ·国内出现OTN小颗粒技术维形 核心方案由类Packet的处理机制转变为固(finegranularityOTN) 定时隙的TDM机制，针对多项核心技术各·ITU-T标准系列体系确定，国际标准化 ·在ITU-T推动G.OSU标准立项方达成共识加速推进 具备高效承载和灵活颗粒特性·推进fgOTN技术方案成熟 fgOTN关键技术目前进展 中国单位合作分析研究，提出的方案成为ITU-TfgOTN标准的技术路线和核心机制，在2022~2023年得到确认 1.面向小颗粒的切片服务能力 如何定义fgODU帧结构实现高效业务承载？CBRPKT 顿结构基于ODUflex优化：采用4*3824B，并优化开销排布GMPIMP 针对低速业务提高开销频率：载荷区增加16列开销 保持现有OTN业务映射机制：CBR业务通过GMP映射，分组业务通过 IMP映射 fgODU fgODU复用映射如何保持TDM特性？ 采用固定时隙承载fODU：保持TDM端到端硬管道特性映射复用 优化GMP机制：采用累计频率相位误差新机制替代传统锁相环机制， 优化时钟资源开销GMP采用16字节映射：映射颗粒度采用固定16字节，与速率无关 减少时延和缓存消耗ODUK 面向OTN小颗粒技术和需求特征，兼容现有OTN技术，在保持TDM特性的前提下，实现高效小颗粒业务承载 10 fgOTN和fgMTN国际标准体系 1.面向小颗粒的切中片服国务移能力动 以已达成共识的核心方案为基础，2023年4月ITU全会重塑fgOTN标准体系 fgOTN和fgMTN架构、接口、映射、保护、设备、同步、管理、信息模型等融入相应标准分册 Topic fgOTN fgMTN 概述（Supportofsub1Gclientsoverview） G.709.20 G.8312.20 架构（fgLayerArchitecture） G.872Annex G.8310Annex 接口（fgInterface） G.709Annex G.8312Annex 适配（Server/fgadaptation） G.709AnnexG.8312Annex PTinmainbodyPTinmainbody 保护（Protection）G.808.4 设备（Equipment）G.798AnnexG.8321Annex 同步（Synchronization）G.8251AnnexG.mtn-syncAnnex 管理需求（ManagementRequirements）G.874AnnexG.8350Annex 信息模型（Protocol-neutralInformationModel）G.875AnnexG.8350Annex 11 fgOTN关键技术研究焦点 1.面向小颗粒的切片服务能力 随若小颗粒业务需求增长，运营商积极推进OTN网络技术演进，迫切需要fgOTN端到端部署应用，业界急需成熟标准指导芯片及设备研发 fgOTN标准化正处于关键阶段，标准体系及核心机制已达成共识，部分技术正在讨论当中，需在2023年11月ITU-T全会推 动标准技术方案成熟 面向应用需求和场景，进一步完善fgOTN标准方案管控平面 口针对SDH设备退网需求，研究VC业务兼容方案 口针对细粒度业务，定义基于时戳的时延测量能力，提高监测精度 口设计fgOTN无损带宽调整方案，一步调整，提升调整速度，灵活适 CBR业务 （兼容VC） 分组业务 配客户侧业务需求GMPIMP fgOTN开销（高精 度时延测量）fgOTN净荷 推动fgOTN管控和组网方案标准化进程，完善应用部署方案无损带宽调整 口推动fgOTN管控架构及功能研究 口推动fgOTN组网及ODU联合组网研究OPU 12 SPN小颗粒技术设计理念 SPN小颗粒技术（FGU，FineGranularityUnit）通过容器选择，交织粒度、原子码块三大措施聚力优化时延较SDH10M（5*VC12），PE节点时延降低5倍，P节点转发时延降低76.6% 措施一：容器选择措施二：交织粒度 1.面向小颗粒的切片服务能力 平衡点中间节点数据处理功能模块（基于码块交织粒度） 业务需求10M芯片设计小颗粒信号从大颗数据交换小颗粒信号复用进 粒管道解复用单元入大颗粒管道 （Demultiplex）(Multiplex) 充分调研行业用户带宽需求综合考总芯片设计复杂度，大小 最小兆级别（2M）成本、功耗、时隙轮循等 TDM时延取决于通道带宽：P节点时延~交织单元长度/通道带宽 5座o7座 汽车周期性出发如何设计每次发车人数？ ●2Mbps颗粒度：芯片复杂度提升、成本提高、时延变大√基于码块交织粒度保证低时延 /10Mbps颗粒度：综合考虑业务需求和芯片设计复杂度因素之●码块交织粒度与数据总线位宽保持匹配，避免等待总线“拼车”时延后的平衡选择，随之带来的优势是较SDH处理时延降低5倍·如果交织粒度过大，“每次发车人数过多“，则等待时间过长 ●采用10M（大）容器承载2M，P节点转发相比SDH时延低5倍·如果交织粒度过小，需额外“总线拼包”，占用额外芯片资源