5G最近利好不斷，正加速走向商用，亦讓網(wǎng)絡(luò)承載迎來了挑戰(zhàn)。相比于4G，5G的接入網(wǎng)（基站）發(fā)生了巨變，進而帶動承載網(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))正不斷揚長避短，開啟3.0時代承接這一使命。
5G承載網(wǎng)的變革
隨著5G標準的確立，MiFi類產(chǎn)品甚至手機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)有基站相對飽和的問題，5G的競爭將演變?yōu)楣饫w基礎(chǔ)設(shè)施的競爭。為了保持網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟可行性，光纖網(wǎng)需要從架構(gòu)到技術(shù)實現(xiàn)創(chuàng)新，以使日益增長的光纖基礎(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個功能實體：原BBU的非實時部分LI將分割出來重新定義為CU，負責處理非實時協(xié)議和服務(wù)，功能將遷移到服務(wù)器來實現(xiàn)CU的虛擬化/云化，以方便進行集中控制。BBU的剩余功能重新定義為DU，負責處理物理層協(xié)議和實時服務(wù)，這需要新的專用及定制化硬件。而BBU的部分物理層處理功能與原RRU及無源天線合并為AAU。” Microsemi資深產(chǎn)品經(jīng)理郎濤介紹說。
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)鍵需求在于超低時延、超大容量和網(wǎng)絡(luò)切片，實現(xiàn)垂直業(yè)務(wù)的隔離。在這方面，OTN有著諸多優(yōu)勢，如大帶寬、低延時、高可靠性、網(wǎng)絡(luò)切片等，正成為5G承載網(wǎng)的“網(wǎng)紅”。
光模塊市場將突破523億 市場就給予了積極的預測，市場研究公司Cignal AI預計，基于OTN的光傳輸設(shè)備市場將于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年這部分光纖市場收入的復合年增長率(CAGR)將達到20%。
而從組網(wǎng)方案走向來看，有分析認為，5G前傳組網(wǎng)方案或?qū)⑹枪饫w直驅(qū)和OTN共存，前傳光模塊速率或為25G，據(jù)此測算而得5G承載網(wǎng)前傳光模塊平均每年需求約20億-52億元；中傳帶寬或為25G，回傳帶寬或為100G，核心環(huán)帶寬或為200G，據(jù)此測算國內(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。預計5G承載網(wǎng)光模塊整體市場規(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）亦在加速推進工作。 NGOF 5G承載工作組組長李俊杰表示，目前共有成員單位26家，涵蓋運營商、科研機構(gòu)、設(shè)備商、器件和芯片廠商，將著力聯(lián)合上下游，構(gòu)建一個開放創(chuàng)新協(xié)作平臺，加速OTN的技術(shù)進展和商業(yè)落地。
從現(xiàn)實來看，承載網(wǎng)投資需求主要來自三大運營商，流量帶寬持續(xù)增長以及未來5G承載網(wǎng)建設(shè)都將驅(qū)動傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需求上升，繼而帶動下游相關(guān)器件以及配套光纖光纜需求的提升。
OTN3.0成為理想選擇
一直在循序漸進的OTN在對5G承載網(wǎng)的支持上也在與時俱進。Microsemi副總裁兼通信事業(yè)部總經(jīng)理Babak Samimi指出，5G研究當下最關(guān)切的問題有四個：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”時代光傳輸?shù)耐七M？如何實現(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時代，到100G普及了的2.0時代，現(xiàn)在正開啟超100G速率的3.0時代。”郎濤分析認為，“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)勢是單波長傳輸速率超過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，這極大提高了波長和網(wǎng)絡(luò)的利用率，同時每100G端口功耗比上一代降50%。
在對移動承載的優(yōu)化方面，通過優(yōu)化硬件和軟件設(shè)計，降低時延至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；提升硬件以支持納秒級的時鐘戳精度，并實現(xiàn)在OTN上傳送高精度時間的機制。
“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)。每個層次上可以獨立交叉或交換，可最大限度地降低網(wǎng)絡(luò)時延，擴大網(wǎng)絡(luò)容量。” 郎濤強調(diào)。
DIGI-G5開啟OTN 3.0時代
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在移動承載網(wǎng)中的優(yōu)化和標準工作當中，并推出了第五代產(chǎn)品DIGI-G5，以此引領(lǐng)OTN 3.0時代。
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，在時延、功耗等設(shè)計上都做了大幅度優(yōu)化和改進，能完全滿足OTN3.0和5G承載的要求。同時，在云和SDN上有很多創(chuàng)新，并支持電信級OTN交叉軟件。
對于興起的OTN 3.0芯片，一般業(yè)界有兩種芯片級解決方案：FPGA和通用芯片。郎濤認為，F(xiàn)PGA的特點是靈活性高，但成本和功耗相對較大，因此在研制早期通常會采用；而一旦技術(shù)成熟、需要大批量時，就會采用如同Microsemi DIGI-G5這樣的通用芯片。
除實打?qū)嵉挠布猓琈icrosemi還為DIGI OTN交換軟件開發(fā)套件(SDK)提供了一個應用驅(qū)動的硬件抽象層(HAL)，將業(yè)務(wù)路徑設(shè)置簡化為幾個應用程序接口(API)調(diào)用，從而可助力OEM加快開發(fā)周期。同時還允許OEM廠商根據(jù)需要，通過軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來擴展軟件性能。