5G承载网，到底有哪些关键技术？

之前小枣君给大家介绍了5G承载网的基本知识(链接：5G承载网到底有什么不同?)。今天，我们再来看看5G承载网中的常见关键技术。

首先，我们要先看一下5G承载网的整体分层结构。

以前小枣君说过，任何通信系统，都是先看分层。就像OSI七层模型一样，不同的层级对应不同的功能，每个层级都有自己的作用。

传送网的分层，从电到光，从SDH到OTN，也在发生变化。以OTN为例，引入光之后，主要分层变成了这样：

简单来说，最下面是物理层，然后就是光层。光层分为传输、复用、通道，简单理解，就像公路运输，需要发动车辆，需要划分车道，还要编排车队。最终，面向顶层提供服务支撑。

从整体上来看，5G承载网的分层可以大致看成如下几层：

5G承载网分层结构

5G承载网的所有关键技术，都在这个层级中有自己的位置。如果要搞懂这项技术，首先要知道它所处的层级。

上一篇文章里，小枣君提到，中国移动、中国电信、中国联通分别有自己5G承载网主推方向，即SPN、M-OTN、增强IPRAN。这三个方案，对应各个层级的具体技术如下：

三家方案的各层级技术对比

我们从下往上，一个一个来看。

首先是物理层，光层。对于5G来说，这一层的主要作用就是提供单通路高速光接口，还有多波长的光层传输、组网和调度能力。

因为光纤在数据传输方面的巨大优势，所以现在不管是哪家运营商，都会采用光纤光接口作为自己的物理传输媒介。

灰光彩光上一篇我们介绍过，而且它们也不算新型关键技术，我们略过不表。

在底层里面，有一个PAM4技术需要特别提一下。

PAM4

PAM4(4 Pulse Amplitude Modulation)是一个“翻倍”技术。

对于光模块来说，如果想要实现速率提升，要么增加通道数量，要么提高单通道的速率。

传统的数字信号最多采用的是NRZ(Non-Return-to-Zero)信号，即采用高、低两种信号电平来表示要传输的数字逻辑信号的1、0信息，每个信号符号周期可以传输1bit的逻辑信息。而PAM信号则可以采用更多的信号电平，从而每个信号符号周期可以传输更多bit的逻辑信息。

PAM4信号就是采用4个不同的信号电平来进行信号传输，每个符号周期可以表示2个bit的逻辑信息(0、1、2、3)。可以在相同通道物理带宽情况下，PAM4传输相当于NRZ信号两倍的信息量，从而实现速率的倍增。

例如，光层从单波10G到25G，从25G到50G。大大降低了成本，具有很强的实用性。

然后是L1数据链路层。它的作用，是提供L1通道到光层的适配。

这里就出现了FlexE，大家肯定经常看到。

FlexE

FlexE就是Flex Ethernet，灵活以太网。简单来说，它就是把多个物理端口进行“捆绑合并”，形成一个虚拟的逻辑通道，以支持更高的业务速率。

FlexE技术在以太网技术的基础上实现了业务速率和物理通道速率的解耦，物理接口速率不必再等于客户业务速率，可以是灵活的其它速率。

例如，客户业务速率是400GE，但设备物理通道端口的速率是25GE、100GE或其它速率。那么，通过端口捆绑和时隙交叉技术，就能轻松实现业务带宽25G->50G->100G->200G->400G->xT的逐步演进。

采用FlexE，可以有助于解决高速物理通道性价比不高的问题。(高速率物理接口，目前成本还是比较高。)

除了FlexE，还有一个FlexO，灵活光传送网(Flex OTN)。看到O就应该想到OTN，中国电信。这个在电信的方案里有。

FlexO的逻辑其实和FlexE很像，就是拆分、映射、绑定、解绑定、解映射、复用，以此规避光模块物理限制以及成本过高的问题。

简而言之，FlexE是用在PTN网络的，处理以太网信号，FlexO是用在OTN网络的，处理OTUCn信号。两者共同点：都是通过多端口绑定实现大颗粒度信号的传输。

再上一层是TDM通道层。5G承载网这个通道层的任务，就是服务于网络切片所需的硬管道隔离，提供低时延保证。

SPN在这层是SCL切片通道层。

SPN的整体架构大家可以看这里：

SCL为网络业务和切片业务提供端到端硬隔离通道，可显著降低时延，支持网络拓扑重构和切片，满足5G业务超低时延、硬隔离切片的需求。

OTN的话，是ODUk/ODUflex。根据前面的架构图，ODU是光信道数据单元，属于光通道层网络的一部分。它提供和信号无关的连通性、连接保护和监控等功能。

ODUflex，又是flex，也就是灵活带宽调整技术。传统的ODUk是按照一定标准进行封装，容易造成资源浪费。ODUFlex可以灵活调整通道带宽，调整范围是1.25G~100G，从而实现高效承载，以及更好的兼容性。

再往上，是分组转发层，涉及到的，是路由转发相关的能力。对5G来说，这一层的主要作用是提供灵活连接调度和统计复用功能。SR技术是这一层的主角。

SR

SR是Segment Routing，分段路由。它也是目前承载网中非常受关注的一项技术，由CISCO提出，是一种源路由机制。

它是一种新型的MPLS(多协议标签转换)技术，源自MPLS，又有了更多的创新和升级。

传统IP网络中，路由技术是不可管理、不可控制的。IP逐级转发，每经过一个路由器都要进行路由查询(可能多次查找)，速度缓慢，这种转发机制不适合大型网络。

（编辑：源码网）

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