靠什么来支撑F5G的全光网 ?

F5G即第五代固定网络(The 5th .

F5G即第五代固定网络(The 5th Generation Fixed Networks)。与F4G相比,F5G在带宽速率、联接容量和用户体验等方面都有飞跃式提升(大约10倍提升)。它具有超高带宽eFBB、全光联接FFC和极致体验GRE等三个特点,如下图所示。

  • 超高带宽 eFBB

我们常说F5G可实现“千兆家庭、万兆楼宇和 T 级园区”,主要是因为F5G借助接入网新技术可将用户侧的带宽速率提升10倍。即在家庭场景下,由原来的百兆提升到千兆;在办公场景下,由原来的千兆提升到万兆;在大型园区,由原来的万兆到T级。

  • 全光联接 FFC

F5G在之前FTTH的建设基础上,更将光纤延伸到FTTR(家庭场景,光纤到房间),FTTD(办公场景,光纤到桌面),FTTM(各行业场景,光纤到机器/设备),让光纤到达所有可以达到的地方,有光纤到达的地方都属于F5G网络。因此,F5G网络中的联接业务场景扩展了10倍不止。

  • 极致体验 GRE

F5G可实现“支持 0 丢包、微秒级时延、99.999%可靠性”。其中,网络时延较F4G的减少了90%,相当于是提升了10倍,可达到微秒级。因此,F5G配合 AI 智能化技术,可满足各类极致业务的体验要求。我们知道,既然F5G代表的是全光网,那就包含了从光传输网到光接入网的整张网络,通过各段网络中的新技术才能支撑起整个优质F5G网络的构建。

那么F5G到底采用了哪些新技术呢?


光接入网的代表技术有:10G PON和WiFi 6技术;光传输网的代表技术有:200G/400G、OXC 和 新一代OTN技术。

下面我们一一道来:

1. 10G PON

10G PON是GPON/EPON的下一代无源光网络技术。目前正在普及,很多省份推出的千兆家庭宽带,就是基于 10G PON 技术。10G PON技术包含了IEEE提出的10G EPON和ITU-T提出的10G GPON,其下一代演进技术是50G PON。

  • 10G EPON技术:使用10G EPON,一个PON口可提供10G/10G(对称)和10G/1.25G(非对称)的速率,目前国内运用商只有中国电信还有少量现网应用。
  • 10G GPON技术:使用10G GPON,一个PON口可提供10G/10G(对称,XGS-PON)和10G/2.5G(非对称,XG-PON)的速率,目前国内三大运营商都普遍规模应用。

2. WiFi 6技术

Wi-Fi 6(IEEE 802.11ax)是2019年推出的最新的第6代无线技术,其传输速率可达9.6Gbps。相对于上一代的Wi-Fi 5技术,Wi-Fi 6采用了众多关键技术,在速率、多用户接入、节能、部署方面都有较大的提升。

  • 多用户传输技术:Wi-Fi 6上下行均采用了OFDMA和MU-MIMO的技术,提升了高密度部署场景下网络的并发能力和连接终端的平均速率。
  • BSS-Coloring技术:Wi-Fi 6采用了BSS着色技术作为同频传输识别机制,可以允许多个AP在同一信道上通信,并能智能化管理多用户同时并行传输。
  • TWT节电管理技术:Wi-Fi 6采用了TWT(目标唤醒时间)技术,可减少电池消耗并改善电池续航表现,同时也减少唤醒后同时竞争无线资源的设备数量。
  • 高阶调制技术:Wi-Fi 6采用了1024QAM高阶调制技术,即2的10次方bit,相比Wi-Fi 5的256QAM(2的8次方)提升25%。
  • 分布式Wi-Fi架构技术:Wi-Fi 6采用的分布式Wi-Fi架构设计将在最大程度上实现对大面积物理区域的无线网络覆盖。

3. 200G/400G

随着接入网10G PON大规模部署,从而使得末端流量和骨干流量大幅增加,进而促进200G/400G网络技术的落地。骨干与城域传输网络将在技术上跨域式提升,以实现200G甚至400G带宽超大提升,如光模块技术升级。区别与传统NRZ信号传输采用双数字逻辑信号传输的不同。200G/400G传输采用4种不同信号电平传输,即每周期可以传输2bit的逻辑信息,成倍提升传输效率,有利于通信速率的大幅度提升。

4. OXC技术

ROADM虽然可以实现全光交叉,但有一个最大的问题,就是连纤复杂。同时,还需要占用大量的机房空间。而取而代之的OXC技术,可以很好地解决这些问题。OXC(Optical Cross-Connect)即光交叉连接,采用全光背板来实现光交叉矩阵,完全不用人工的外部连纤,从而避免了人为操作失误,提高了系统可靠性。

目前运营商都在推动 ROADM 向 OXC 全光交叉的升级,以全光背板替代 ROADM 日益复杂的连纤,实现无纤化、光端口全互联。

5. 新一代OTN技术

OSU-OTN是新一代的OTN技术,也是F5G网络的核心技术。OSU-OTN在保留传统OTN硬管道、丰富OAM等优势的前提下,提供更细的时隙颗粒度、更简洁的带宽无损调整机制,支持2M~100Gbps速率客户业务的高效承载,使得OTN具备了从骨干核心下沉到接入末端的能力。

  • 泛在的全光联接:灵活弹性的OSU Flex助力下一代OTN,实现网路硬切片的颗粒度提升至2M,网络联接数提升500倍。
  • 带宽的无损调整:OSU-OTN支持2M~100G无极无损带宽调整,支持用户在不中断业务的情况下随时按需调整网络,具有灵活性高、网络资源利用率高的优势。
  • 超低的传输时延:OSU-OTN通过简化网络传输层次、提供差异化分级时延,将单站时延降低70%,达到毫秒级甚至微秒级超级时延,满足F5G网络低时延需求。