面对5G时代万物互联的多场景、差别化需求,5G的承载将迎来史无前例的机遇和应战,承载网络和技术的推翻性革新也将势在必行。
关于5G承载网络,除了大带宽技术,同时要思索业务端到端、流量物理隔离、低时延、网络维护等电信网络需求。针对5G网络的承载需求,中兴通讯创新性地提出了Flexhaul处理方案。Flexhaul是全新一代面向5G承载的端到端网络处理方案,提供基于SDN的从L3到L0的完好技术体系,架构如下图1所示。Flexhaul方案在L3支持L2/L3VPN业务,在L2支持SR/MPLS技术,L1支持FlexE技术,并在规范的FlexE技术上停止了创新和扩展,完成了L1层的端到端隧道FlexE Tunnel,提供L1的交流、OAM和维护; 在L0支持DWDM技术,提供了网络的良好扩展性,确保了后续的平滑演进。

图1. 中兴通讯5G Flexhaul承载方案架构
Flexhaul支持扁平化的网络架构,基于FlexE 技术完成多波长、多链路的带宽绑定,可灵敏的扩展组网容量,极大地加强了带宽的扩展性。为了满足5G uRLLC低时延业务,中兴通讯创新的FlexE Tunnel技术将FlexE从接口级扩展到网络级技术,并提供基于FlexE Tunnel的网络分片,满足低时延高牢靠性的需求。如下图2所示,Flexhaul可基于FlexE Tunnel将网络资源(包括带宽、时延处置功用、CPU、VPN等)切分出多个虚拟的端到端网络,每个网络切片在转发面、控制面、管理面上完成在互联网思维的影响下,传统服务业不再局限于规模效益,加强对市场的反应速度成为传统服务业发展的首要选择。在互联网思维下,通过对传统服务业的改革,为传统服务业发展创造了全新的天地。逻辑隔离,适配各品种型效劳并满足用户的不同需求。同时,基于FlexE tunnel技术的维护倒换能做到1ms以内,把电信级维护提升到了工业控制级。针对uRLLC业务, 采用FlexE tunnel技术,处理了波长穿通方案业务颗粒渡过大、承载效率偏低的成绩,软切片技术时延偏大、无法物理隔离的成绩。

图2. 基于FlexE Tunnel的网络切片
上面我们来重点解析5G Flexhaul承载处理方案的创新技术-FlexE Tunnel。
一、FlexE来源--业务速率和物理端口的解耦
2011年1月,OIF(Optical Interconnection Forum)成立灵敏以太网研讨小组,2015年7月发布草案,2016年3月发布灵敏以太网(FlexE)的1.0规范内容(OIF-FLEXE-01.0),目前正在起草2.0规范内容。FlexE 技术在以太网技术的根底上完成了业务速率和物理通道速率的解耦,物理接口速率不用再等于客户业务速率,可以是灵敏的其他速率(比方客户业务速率是400GE,但物理通道PHY 的速率是100GE 或其他速率)。客户业务不一定在一个物理通道上传递,而是由多个物理通道捆绑起来构成一个虚拟的逻辑通道来传递。业务速率和物理通道速率解耦后,客户业务速度可以是多样的,物理通道的速率也是多种速率,互相独立,这样大带宽的客户业务可以用规范的25GE/100GE速率接口,经过端口捆绑和时隙穿插技术轻松完成业务带宽25G->50G->100G->200G->400G->xT的逐渐演进,处理了高速物理通道性价比不高的成绩。

图3. FlexE技术完成灵敏速率
二、FlexE Tunnel技术--FlexE的端到端网络级扩展
FlexE技术后来只是为理解决大带宽传输成绩,在规范制定时重点思索点到点的使用场景,所以目前的规范FlexE 技术是一种物理接口的技术,在组网使用、端到端承载、业务维护上短少思索。中兴通讯在现有FlexE技术规范的根底之上停止了一系列的技术扩展和完善任务,除了提供大带宽扩展技术之外,业界首家基于FlexE提出系列反动性技术-FLexE Tunnel。FlexE tunnel 是一条超低时延、物理隔离、高牢靠性的端到端管道,依据客户带宽需求在FlexE 通道层树立,可以依据客户带宽的静态需求灵敏调整。经过FlexE时隙交流、OAM扩展、超快维护倒换技术,将FlexE从点对点接口技术拓展为端到端组网技术FlexE Tunnel,为5G承载端到端处理方案提供了重要的技术支撑。采用中兴通讯扩展的端到端FlexE Tunnel处理方案可以为运营商提供以下优势:
设备级超低时延转发技术
FlexE技术经过时隙穿插技术完成基于物理层的用户业务流转发,用户报文在网络两头节点无须解析,业务流转发进程近乎实时完成,完成单跳设备转发时延小于0.5µs,为承载超低时延业务奠定了根底。

图4. FlexE交流完成超低时延转发
L1端到端OAM和疾速维护
FlexE Tunnel技术也做了相应的开支扩展,完成端到端的误码检测和功能监控。在FlexE Tunnel中有OAM 信息停止端到端监控,OAM 信息包括:CC/CV、LM、DM、RDI、LB、LT、LCK、TST、APS 等。
在FlexE Tunnel提供维护功用,进步客户业务传输的牢靠性。当客户业务在一条tunnel 中呈现毛病时,疾速将客户业务倒换到另外一条tunnel 中停止传输。维护方式分为1+1 维护和1:1 维护。由于FlexE本着网络面前人人平等的原则,提倡所有人共同协作,编写一部完整而完善的百科全书,让知识在一定的技术规则和文化脉络下得以不断组合和拓展。 tunnel的维护切换在物理层完成,维护倒换工夫大大降低至不到1ms。
恣意子速率分片,物理隔离,完成端到端硬管道
交融FlexE子管道特性和物理层时隙穿插特性,承载网络上可以构建跨网元的端到端FlexE Tunnel刚性管道,两头节点无需解析业务报文,构成严厉的物理层业务隔离。示例如下,NE1和NE4之间业务树立端到端FlexE Tunnel 1,两头节点NE2/NE3设备直接采用物理层穿插转发,构成从NE1到NE4的一跳中转硬通道。

图5. 物理层隔离的FlexE Tunnel
三、FlexE Tunnel理论与协作
2017年6月,世界挪动大会(上海)时期,中兴通讯初次现场演示了关键技术FlexE Tunnel,展现内容包括:业务隔离、超低时延转发、端到端OAM、疾速维护倒换等。本次现场演示采用三台5G Flexhaul承载预商用设备ZXCTN 609与测试仪表(数据测试仪 IXIA XM2型号)衔接,设备之间经过100GE链路组网。

图6. 上海展演示组网拓扑
本次演示验证了中兴通讯反动性的FlexE技术可提供:
基于验证的功能数据,中兴通讯以为FlexE技术在完成超低时延转发和平安隔离的网络切片上有自然的优势,是5G承载转发技术的最佳选择。
2017年8月,中AI已经渗透到了生活中的方方面面。在智能交通领域,人工智能技术也正在发挥作用。兴通讯携手Telefonica集团在西班牙马德里完成5G承载第一期测试,完满验证了基于FlexE Tunnel的5G Flexhaul方案在CPRI/eCPRI一致承载,超低时延,疾速倒换的优良功能。
2017年9月,中兴通讯成功经过中国挪动5G承载SPN(Slicing Packet Network)原型设备实验第一阶段测试,各项测试目标均契合技术标准要求,特别是单节点转发时延小于0.5µs,为5G商用的减速打下坚实根底和无力技术支撑。
随着5G无线规范研讨的深化,5G承载的规范研讨任务也在逐渐展开。中兴通讯积极参与各规范组织推进5G承载规范的研讨。在ITU-T规范推进中,中兴通讯除了与中国挪动等单位结合提交两篇5G承载需求架构及规范差距剖析相关提案外,还独立奉献了三篇有关5G承载需求及处理方案的提案。其中《FlexE层网络模型(FlexE layer network model)》在业界初次提出基于FlexE(Flexible Ethernet)的层网络模型架构,创新性地将以后仅限于链路的FlexE技术扩展为网络技术,为基于FlexE技术的5G承载规范研讨奠定了根底。
中兴通讯是业界首家齐备的5G端到端产品处理方案提供商,继续全方位推进5G承载处理方案的落地与试点,目前已在全球多个国度停止了5G承载范畴的讨论与协作,其中包括中国、西班牙、法国、意大利、日本、韩国、新加坡、澳大利亚等国度的标杆运营商。
5G的开展是技术不时刷新的进程,作为5G时代的引领者,中兴通讯将在5G承载的技术、方案和设备研制上继续创新,为运营商提供有竞争力的高性价比处理方案。5G建立,承载先行,中兴通讯已预备好迎接5G时代全新的开展机遇!