靠什么来支撑F5G的全光网 ？

Posted on by ICT百科

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。
Category: 5G, PON