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支持5G传送的25G&50G OTN接口标准进展

发布时间:2019-12-17  作者:张源斌 中兴通讯  阅读量:

OTN具有大带宽、硬管道、多业务承载能力、电信级的OAM机制等技术优势,因此基于OTN进行5G承载技术的研究一直是业界讨论的一个热点。

经过多次国际会议讨论,基于OTN承载5G的技术需求逐渐明朗,25G&50G OTN的接口规范将是基于OTN承载5G的关键。2018年10月的ITU全会正式立项了25G&50G OTN接口规范,标准号G.709.4。

早在25G&50G OTN接口标准立项之前,多个厂商就对OTN如何承载5G移动信号提出不同解决方案,并在标准组织中展开激烈的讨论。由于不同厂商的聚焦点不同,所提出的解决方案也各不相同,技术方案始终无法收敛统一。2019年4月,为了实现25G&50G OTN接口方案的统一,中国电信联合中兴通讯等厂商一同提出了一种全新的25G&50G OTN接口解决方案,该方案得到了国内大多数厂商的支持。

应用场景

根据对5G承载网各个网络区域的带宽估算,25G&50G OTN接口主要应用在城域边缘区域,两个典型的应用场景为:C-RAN小集中部署下的边缘以及D-RAN部署下的接入环。这两个应用场景的传输距离都在10km以内,需要部署低成本的25G&50G OTN灰光接口。

另一个25G&50G OTN接口的应用场景为承载专线业务的OTN接口扩容,现在部署的10G OTN线路接口将会在未来逐步升级到25G/50G/100G OTN接口。该场景下,运营商的一个主要诉求是希望能够支持以太网业务PCS透传。

25G&50G OTN接口技术路线

25G&50G OTN接口技术由于不同的运营商有不同的应用需求,不同的设备商有不同的开发诉求,经过将近两年的讨论仍未达成一致,相关的设备开发也无法进行,从而进一步影响相关设备的商用部署。为了满足不同厂商的不同需求以及促进相关设备的研发商用,经过国内外专家讨论,在25G&50G OTN接口速率、帧结构、映射复用体系以及物理层接口结构四个方面达成了共识。

双速率25G&50G OTN接口

传统OTN接口的速率只有一个,新定义的25G&50G OTN接口将会是双速率的,即一个接口,两种速率;25G OTN接口主速率约为27.95Gbps,从速率约为25.78Gbps;50G OTN接口主速率约为55.905Gbps,从速率约为53.125Gbps。定义双速率25G&50G OTN接口的目的是为了在不同的应用场景以及部署时间满足不同的需求,主速率可以支持全业务承载而且承载效率高,但需要使用双速率的光模块;从速率与同速率的以太网接口保持相同的速率,可以直接重用低成本以太网光模块。25G&50G OTN相关的速率如表1所示。


25G&50G OTN帧结构

25G&50G OTN帧结构与OTUk相同,是一个4行3824列的结构,但不包含FEC区域且净荷区中无任何填充。25G OTN帧净荷区中包含20个1.25G时隙,每个时隙的开销每20个25G OTN帧可获取一次,因此需要一个20帧的复帧结构,使用OTU25帧第4行第16列的OMFI中的第4到第8比特进行复帧锁定;50G OTN帧净荷区中包含40个1.25G时隙,每个时隙的开销每40个25G OTN帧可获取一次,因此需要一个40帧的复帧结构,使用OTU50帧第4行第16列的OMFI中的第3到第8比特进行复帧锁定。25G以及50G OTN帧中的时隙之间采用单字节进行间插,这与100G以下的OTN其他速率接口诸如OTU1等时隙交织粒度相同,因此可以重用一些现有的实现逻辑实现快速开发。

映射复用体系

对于非OTN类型的客户业务,首先按照G.709标准中规范的映射方案映射到对应的ODUk信号,多个ODUk再复用到25G/50G OTN帧的净荷区中,净荷类型值为21。对于25G OTN,无论是主速率还是从速率,其净荷区可以支持最多20个ODU0和/或最多10个ODU1和/或最多2个ODU2和或最多2个ODU2e和/或最多20个ODUflex。对于50G OTN主速率,其净荷区可以支持最多40个ODU0和/或最多20个ODU1和/或最多5个ODU2和或最多5个ODU2e和/或最多1个ODU3和/或最多40个ODUflex;对于50G OTN从速率,其净荷区可以支持最多40个ODU0和/或最多20个ODU1和/或最多4个ODU2和或最多4个ODU2e和/或最多1个ODU3和/或最多40个ODUflex。25G&50G OTN映射复用体系如图1所示。

25G&50G OTN物理层接口结构

为了在降低处理时延、减少开销占比以及增强传输性能,25G&50G OTN物理层接口结构借鉴了以太网接口的一些处理功能。对于25G主速率OTN物理接口,其由1024行5440个1比特列组成,采用基于10比特的RS (544,514)FEC编码,5141列到5440列为FEC区域;对于25G从速率OTN物理接口,其由1024行5280个1比特列组成,采用基于10比特的RS(528,514)FEC编码,5141列到5280列为FEC区域。25G OTN物理层接口结构中,第1行第1列到第256列为码字标记(CWM),用于进行FEC码字的识别,CWM码字格式完全重用IEEE802.3中为25GBASE-R规范的CWM的。对于50G OTN物理层接口,无论是主速率还是从速率,都由1024行5440个1比特列组成,5141列到5440列为FEC区域,第1行第1列到第256列为对齐标记(AM),用于进行FEC码字的识别。25G&50G OTN帧采用同步映射规程映射到25G以及50G OTN物理层接口的净荷区域中。

随着25G&50G OTN技术路线趋于一致,相关的标准化进程也在加速,根据标准会议的讨论结果,25G&50G OTN映射复用相关的内容将会放在G.709中进行规范,25G&50G OTN物理层接口相关的内容将会在G.709.4中进行规范。在2019年7月份的ITU全会会场上已经形成了第一版关于25G&50G OTN的草案文稿,继续需要完善的内容包括25G&50G OTN维护信号,同步技术以及基本信息包含关系图,预计在2020年1月份举行的ITU-T SG15全会正式进行表决。

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