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隨著移動通信的發(fā)展,專線業(yè)務(wù)的時延要求越來越低。本文以5G專線業(yè)務(wù)低時延特性的實現(xiàn)為目標(biāo),詳細(xì)分析了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和切片對時延的影響,提出了相應(yīng)的低時延特性的實現(xiàn)方案。為降低線路時延,將網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)為CU-DU-AAU, CU放置位置下沉。為保證設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)低時延,采用FlexE的1.5層快速轉(zhuǎn)發(fā)。為避免帶寬搶占造成的分組丟失,減少業(yè)務(wù)擁塞,提出信道硬隔離的方案,可實現(xiàn)5G專線業(yè)務(wù)低時延的特性。
移動通信從2G時代到4G時代,每一次的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迭代都是先建網(wǎng)再衍生出新業(yè)務(wù)生態(tài)。而5G網(wǎng)絡(luò)是由特定業(yè)務(wù)場景的驅(qū)動而誕生的,比如無人駕駛和遠(yuǎn)程醫(yī)療等均需要網(wǎng)絡(luò)端到端時延達(dá)到一個很低的水平。5G時代的傳輸專線必須具備低時延的特性,URLLC業(yè)務(wù)端到端時延小于1ms,eMBB業(yè)務(wù)端到端時延小于10ms。目前我國的4G傳輸專線端到端理想時延是10ms左右,端到端典型時延是50~100ms之間,這意味著5G傳輸專線的端到端時延將縮短為4G的1/10,這對底層的承載網(wǎng)絡(luò)提出了前所未有的挑戰(zhàn)。于是,5G傳輸專線低時延特性的研究工作實屬重中之重。
根據(jù)5G承載網(wǎng)絡(luò)的變化,BBU/RRU重構(gòu)為CU-DU-AAU兩級架構(gòu),CU設(shè)備處理非實時的無線高層協(xié)議棧功能,DU設(shè)備處理物理層功能和實時性需求。DU放置于無線機房,并且CU可以部署在匯聚或接入位置。CU放置位置不一樣,5G專線業(yè)務(wù)的承載網(wǎng)時延也不一樣。根據(jù)遠(yuǎn)程醫(yī)療和無人駕駛等URLLC業(yè)務(wù)需求,CU和DU之間時延小于1ms。那么,CU位置越高,對時延要求越嚴(yán)格。同時,CU位置越靠下,機房資源越難滿足。因為CU/DU要云化組網(wǎng),對城域機房可用空間、供電和散熱要求更高,目前多數(shù)匯聚層以下機房資源不能滿足需求。另一方面,CU之間有協(xié)同的需求,CU位置越靠下,3層的功能需求就越靠下。
5G專線業(yè)務(wù)主要以三大業(yè)務(wù)場景來分類,其中URLLC場景的要求Z苛刻。其傳輸端到端時延要求小于1ms,承載網(wǎng)絡(luò)時延要求小于0.125ms。這無疑對傳輸承載網(wǎng)提出了前所未有的挑戰(zhàn)。5G網(wǎng)絡(luò),承載先行。所以,對5G專線業(yè)務(wù)承載網(wǎng)方面低時延特性的研究實現(xiàn)顯得尤其重要。
承載網(wǎng)的時延主要包含光纖傳輸時延和設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)時延,前者占比很大,約為99%。通過光波在光纖中傳輸?shù)恼凵渎屎退俣鹊年P(guān)系式可以算出,光波在1000km長的光纖中傳輸?shù)臅r延約為5ms。設(shè)備產(chǎn)生的轉(zhuǎn)發(fā)時延一般是us級,占比較小。目前中國移動通用傳輸設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)時延約為50us。由此可見,若要降低5G專線業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)時延,在傳輸承載網(wǎng)方面,需要致力于降低底層傳輸線路的時延。
下面從影響5G專線業(yè)務(wù)時延的因素入手進(jìn)行研究,總結(jié)出三大技術(shù)方案。其一,為保證線路傳輸?shù)牡蜁r延,縮短光纖傳輸距離。其二,加快設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)速度。其三,為避免帶寬搶占造成的分組丟失,減少業(yè)務(wù)擁塞,提出信道硬隔離的方案。綜合上述方案,可以實現(xiàn)5G專線業(yè)務(wù)的低時延特性。
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