以太网的5G蜕变：FlexE Tunnel

2018-02-24 11:36

面对5G时代万物互联的多场景、差异化需求，5G的承载将迎来前所未有的机遇和挑战，承载网络和技术的颠覆性变革也将势在必行。

对于5G承载网络，除了大带宽技术，同时要考虑业务端到端、流量物理隔离、低时延、网络保护等电信网络需求。针对5G网络的承载需求，中兴通讯创新性地提出了Flexhaul解决方案。Flexhaul是全新一代面向5G承载的端到端网络解决方案，提供基于SDN的从L3到L0的完整技术体系，架构如下图1所示。Flexhaul方案在L3支持L2／L3VPN业务，在L2支持SR／MPLS技术，L1支持FlexE技术，并在标准的FlexE技术上进行了创新和扩展，实现了L1层的端到端隧道FlexE Tunnel，提供L1的交换、OAM和保护；在L0支持DWDM技术，提供了网络的良好扩展性，确保了后续的平滑演进。

图1．中兴通讯5G Flexhaul承载方案架构

Flexhaul支持扁平化的网络架构，基于FlexE 技术实现多波长、多链路的带宽绑定，可灵活的扩展组网容量，极大地增强了带宽的扩展性。为了满足5G uRLLC低时延业务，中兴通讯创新的FlexE Tunnel技术将FlexE从接口级扩展到网络级技术，并提供基于FlexE Tunnel的网络分片，满足低时延高可靠性的需求。如下图2所示，Flexhaul可基于FlexE Tunnel将网络资源（包括带宽、时延处理功能、CPU、VPN等）切分出多个虚拟的端到端网络，每个网络切片在转发面、控制面、管理面上实现逻辑隔离，适配各种类型服务并满足用户的不同需求。同时，基于FlexE tunnel技术的保护倒换能做到1ms以内，把电信级保护提升到了工业控制级。针对uRLLC业务，采用FlexE tunnel技术，解决了波长穿通方案业务颗粒度过大、承载效率偏低的问题，软切片技术时延偏大、无法物理隔离的问题。

图2．基于FlexE Tunnel的网络切片

下面我们来重点解析5G Flexhaul承载解决方案的创新技术－FlexE Tunnel。

一、FlexE起源－－业务速率和物理端口的解耦

2011年1月，OIF（Optical Interconnection Forum）成立灵活以太网研究小组，2015年7月发布草案，2016年3月发布灵活以太网（FlexE）的1．0标准内容（OIF－FLEXE－01．0），目前正在起草2．0标准内容。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，可以是灵活的其他速率（比如客户业务速率是400GE，但物理通道PHY 的速率是100GE 或其他速率）。客户业务不一定在一个物理通道上传递，而是由多个物理通道捆绑起来形成一个虚拟的逻辑通道来传递。业务速率和物理通道速率解耦后，客户业务速度可以是多样的，物理通道的速率也是多种速率，相互独立，这样大带宽的客户业务可以用标准的25GE／100GE速率接口，通过端口捆绑和时隙交叉技术轻松实现业务带宽25G－＞50G－＞100G－＞200G－＞400G－＞xT的逐步演进，解决了高速物理通道性价比不高的问题。

图3． FlexE技术实现灵活速率

二、FlexE Tunnel技术－－FlexE的端到端网络级扩展

FlexE技术起初只是为了解决大带宽传输问题，在标准制定时重点考虑点到点的应用场景，所以目前的标准FlexE 技术是一种物理接口的技术，在组网应用、端到端承载、业务保护上缺少考虑。中兴通讯在现有FlexE技术标准的基础之上进行了一系列的技术扩展和完善工作，除了提供大带宽扩展技术之外，业界首家基于FlexE提出系列革命性技术－FLexE Tunnel。FlexE tunnel 是一条超低时延、物理隔离、高可靠性的端到端管道，根据客户带宽需求在FlexE 通道层建立，可以根据客户带宽的动态需求灵活调整。通过FlexE时隙交换、OAM扩展、超快保护倒换技术，将FlexE从点对点接口技术拓展为端到端组网技术FlexE Tunnel，为5G承载端到端解决方案提供了重要的技术支撑。采用中兴通讯扩展的端到端FlexE Tunnel解决方案能够为运营商提供以下优势：

设备级超低时延转发技术

FlexE技术通过时隙交叉技术实现基于物理层的用户业务流转发，用户报文在网络中间节点无须解析，业务流转发过程近乎实时完成，实现单跳设备转发时延小于0．5μs，为承载超低时延业务奠定了基础。

图4． FlexE交换实现超低时延转发

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