拥抱5G第一步：从X-Haul看华为如何加速5G承载照进现实

2017-09-26 08:51

移动通信技术的创新与演进是人类社会发展源动力之一。4G实现了“人与信息”的联接，极大地促进了互联网经济的全面繁荣，进而改变了人们的生活；5G更将由人及物，开启一个全新的智能时代，通过与各行各业的深度融合，将人们对未来的种种憧憬变为现实。

“5G之路、承载先行”，5G承载就相当于5G端到端系统的高速公路，将是整个5G产业化进程的重要基石。在5G脚步声已经清晰可闻的今天，业界对于5G承载网络的关注亦达到了一个新的巅峰。全球不少领先运营商已将5G承载网络建设提上日程，纷纷开始启动相关的关键技术研究、验证和测试，乃至筹备小规模试商用。

2017年中国国际信息通信展览会期间，以“拥抱5G 云领未来”为主题参展的华为将首次公开展示5G端到端预商用系统，其中即包括最新推出的面向5G的移动承载解决方案X-Haul。同时，这家公司还提出了5G承载的四大理念，即“最优TCO全场景接入”、“弹性承载，长期演进”、“全景智能，敏捷运营”、“E2E网络分片，最大化网络价值”。

何为X-Haul？

5G时代较之以往各个移动通信技术断代，所服务的对象和承载的业务将变得前所未有地多姿多彩，网络需求和网络架构亦将由此发生革命性的变化。从Wireless X Labs到X-Haul，“X”在华为的命名中具有面向未来的丰富内涵。

在华为看来，未来的5G业务存在极大的不确定性，自动驾驶、8K、VR带来的浸入式视频体验、触觉网络等原本科幻故事中才看得到的创新业务将成为可能，未来的承载网络需要支撑“X”种业务创新。

同时，从2G、3G到4G，人们的生活方式和社会结构产生了巨大的变迁，无线网络的连接数量呈指数式增长，不同断代的业务将需要在一张网络中承载，未来的承载网络将需要支撑“X”代的业务——包括2G/3G/4G/5G，甚至beyond 5G。

此外，全联接时代，世界各个角落都将被联接在一起，无处不在的无线连接将为人们带来更美好的生活，未来的承载网络需要支撑起任意环境下的无线连接，“X”种场景下的无线接入对未来承载网络提出更高要求。

在网络层面，3GPP定义的5G三大应用场景，包括eMBB（移动宽带增强）、mMTC（大规模物联网）、uRLLC（超高可靠超低时延通信），对承载网络在带宽、时延、连接、时间同步、运维等各个方面提出了更高要求；另一方面，无线基站和核心网的云化演进、连接的不确定性及多样性，也令承载网络面临新的挑战。而从市场角度出发，承载网络能否具备快速经济的部署和演进能力，无疑是运营商抢占5G先机的关键。

华为X-Haul 5G承载解决方案即是为应对上述种种趋势和挑战所专门推出，来帮助运营商构筑面向未来可持续演进的5G承载网络，抓住5G时代的无限商机。它在接入层创新地引入高性价比50GE技术，汇聚核心层采用IP+光两层架构，实现容量的弹性扩展，最大化保护运营商的投资；同时引入SDN及Segment Routing，简化协议及运维，满足云化网络的弹性灵活连接需求；在高精度时间同步方面，通过高精度时钟源下移来提供高性价比时间同步。

X-Haul能做什么？

通过综合多家领先运营商诉求可以发现，运营商对5G承载的关注点主要集中在降低建网成本、高效建网、最大化挖掘网络潜力、降低OPEX及缩短业务上市时间。

针对这些关注点，华为最新发布的X-Haul解决方案具有四大特性，包括全场景灵活接入，匹配不同站点场景；基于云化架构，实现敏捷运营；通过端到端网络分片，使能新业务创新；以及支持4G承载网络向5G承载的平滑演进。这亦与其所提出的5G承载四大理念相匹配。

全场景灵活接入，匹配不同站点场景：针对5G接入方式的多样化，X-Haul提供前传、后传全覆盖的整体解决方案，通过IP/微波/OTN多种接入技术灵活组网，实现有无光缆、前传、回传的全场景灵活接入，充分利用可用资源灵活组网，快速实现5G网络广深覆盖，实现“5G承载TCO最优”。

在回传场景，华为发布了业界首款50GE/100GE自适应分片路由器，在提供50GE基站接入能力的同时无缝兼容100GE；针对无光纤场景，推出了业界首个5G-ready的微波解决方案，通过同频段、跨频段的载波聚合等技术实现容量的平滑升级，实现任意媒介的10GE到站；在前传场景，发布了业界首款100G室外型波分，与基站共站部署，有效节省光纤资源。

基于云化架构，实现敏捷运营：未来的5G业务模式将更加丰富多样，承载网络唯有具备业务快速发放、智能运维、敏捷运营的能力，才能有效支撑运营商的5G业务拓展。X-Haul全面引入云化架构，实现5G承载网的敏捷运营。

X-Haul在管控层面通过网络云化引擎（Network Cloud Engine）实现对IP/光和微波等不同网络介质、跨不同网络层、跨不同网络域的集中协同和编排；在设备层面引入Segment Routing/EVPN/OSP-TE等协议，简化承载设备控制、统一业务模型，实现承载网的全生命周期自动化管理，从而将网络的运营和运维效率提升近十倍。

通过端到端网络分片，使能新业务创新：网络分片是5G与行业深度结合的支柱，亦是其与4G断代最大的分水岭。X-Haul采用FlexE（灵活以太）技术实现网络分片，帮助运营商实现新业务的快速创新。

FlexE可以基于时隙调度将一个物理以太网端口划分为多个以太网弹性硬管道，实现同一分片内业务统计复用，分片之间业务互不影响。同时，通过网络云化引擎支持对每个分片的灵活创建、带宽按需调整、SLA（服务等级承诺）按需保证和故障快速定位，一网多用，最大化回传网络价值。

支持4G承载网络向5G承载的平滑演进：数据显示，到2021年，移动数据流量将增长8-9倍，对承载网络的扩展性提出了更高的要求。而X-Haul支持基于现网的灵活扩展升级，面向未来持续演进。

华为在接入层创新地引入高性价比50GE技术，降低30%建网成本，未来可以基于FlexE平滑升级到100GE；汇聚核心层通过IP+光两层架构组网，IP层支持200GE/400GE接口，光层实现波长一跳直达，单波带宽按需扩展至200G/400G。从而实现4G承载5G化，最大化保护运营商的投资。

加速5G承载产业化进程

到2017年底，5G NR第一个版本第一阶段的协议就将完成，而5G承载相关标准的制定亦已进入了快车道。为避免产业碎片化，华为始终致力于与产业链上下游共同推动5G承载相关技术包括网络分片、低时延、网络扩展性、高精度时钟、50GE/200GE/400GE、毫米波等在国际标准组织的标准化进程。

作为5G承载的关键技术，FlexE近两年发展迅速，被各大标准组织广泛接纳。华为是这一技术标准化发展的重要推动者和参与者，从OIF FlexE立项开始就积极参与其中，并在各大组织中发挥重要的作用。2016年5月，在OIF率先提出FlexE IA 2.0需求，其所提出的帧结构被OIF采纳；今年第一季度，由华为提出的FlexE for IP/MPLS标准正式在BBF立项；今年7月，在IETF99会议上提交了基于IP/MPLS的FlexE标准草案。

由于不同国家、不同运营商采用的承载媒介不尽相同，包括IP、光、PON、微波等，未来5G有可能承载于任何一种媒介。华为在这些不同承载技术上亦持续引领创新，微波承载方面，通过产业联盟推动E-band以及未来W/D-band的相关频谱划分和波道划分，保证微波方案具备承载20Gbps以上的大带宽传输能力，更好地满足光纤资源不足场景下的5G承载需求；波分承载方面，作为ITU-T最主要成员之一，主导制定Beyond 100G OTN、Flex OTN、G.HAO相关标准，更好地满足5G更大带宽、更弹性管道的承载需求。

超宽超长物理层方案架构方面，华为推进了Beyond 10km 50GE/200GE/400GE标准在IEEE立项。一方面，作为IEEE 802.3bs 200/400GE标准工作组主席推进标准化进程；同时，也是IEEE 802.3cd 50GE标准的主要参与者和标准进程的重要推动者，并广泛联合运营商、光模块厂商、仪表厂商等产业链各方共同推动产业链加速成熟。

时钟同步方面，这家公司与中国移动、Orange合作，在ITU-T同步标准组推动下一代1588同步标准，满足未来5G基站的时间同步需求，并自2013年起一直参与IEEE下一代1588v2.1标准制定。

同时，华为还与20多家全球领先运营商开展联合创新研究，以进一步加快5G承载的产业化步伐。比如在今年1月，与中国移动共同承接了国家重大科技专项《5G承载网创新项目-5G前传及回传接口的研发与验证》，联合中国移动研究院共同制定5G承载标准规范，推动产业标准形成；世界移动通信大会上，与德国电信进行了业界首次跨厂商端到端网络切片方面的联合创新的演示，此创新将帮助德国电信快速进入更多的垂直行业，如Smart Factory、车联网等。

就在本月，华为基于FlexE技术的50GE线卡率先通过中国移动研究院功能及性能测试。测试结果显示该线卡具备50Gbit/s的线速转发能力，传输距离达40km，可有效满足城域5G承载网的接入层应用需求。同时，该线卡支持FlexE网络分片，可实现带宽自由调整，多种业务严格隔离，互不影响。本次华为50GE线卡通过中国移动研究院测试，标志着50GE技术已经成熟，具备商用条件，对5G的商用具有重要意义。