×

Транспортные сети 5G: технические требования, состояние рынка и рекомендации по внедрению

Июль 2020 года

Аналитический Отчет (полная версия)

Запросить стоимость полной версии исследования: news@json.tv

Аналитический Отчет (полная версия)

Транспортные сети 5G: технические требования, состояние рынка и рекомендации по внедрению
Транспортные сети 5G: технические требования, состояние рынка и рекомендации по внедрению
Июль 2020

Транспортные сети 5G: технические требования, состояние рынка и рекомендации по внедрению

Июль 2020 года

Зарегистрируйтесь или войдите, чтобы скачать PDF-версию Информационного бюллетеня

Скачать

+7 926 561 09 80; news@json.tv

Пишите, звоните, если есть вопросы

Компания Json & Partners Consulting завершила исследование специфики транспортных сетей 5G с учетом новых технических требований, оценки различных транспортных технологий и состояния рынка. Подготовлены рекомендации на базе передового практического опыта мобильной индустрии (операторы RakutenSKTAT&T и др.). Важной особенностью исследования является анализ транспортной составляющей в контексте общей стратегии построения сети - архитектуры, предполагаемых функциональностей, эволюции существующей сети, услуг, мультивендорной совместимости и т.д.

 

До настоящего времени мобильная связь была максимально глобальной - единый портфель услуг, ограниченный набор референсных технических решений и архитектур сети, частотный ресурс и т.д. Это в достаточной степени упрощало операторам выбор технических решений построения и развития сети. Задача технологического развития была во многом делегирована вендорам, в то время как операторы концентрировались на решении собственных операционных задач. 

 

5G дает несравнимо большую свободу и в области коммерческого развития и технической стратегии. С одной стороны, эффективное использование широких возможностей 5G с учетом собственной локальной специфики является необходимым условием успеха каждого мобильного оператора, а с другой эта свобода предполагает и большую самостоятельность в разработке собственной технической стратегии. Последнее ведет к снижению влияния существующих поставщиков на принятие решений, необходимости более глубокой собственной технической экспертизы, подготовки сети к мультивендорности, более широкому использованию стандартных интерфейсов и т.д.

 

Подход к разработке технической стратегии и выбора технических решений через анализ материалов отдельных производителей транспортных решений оказывается неэффективным, поскольку эти материалы традиционно фокусируются на предлагаемом продукте и обыгрывает его потребительские качества, которые данный вендор считает своим дифференциатором.

 

Возрастание роли транспорта в 5G

 

Одной из основных граничных условий развития RAN, как ключевого домена мобильной сетевой архитектуры, до настоящего времени являлась парадигма «ограниченной транспортной полосы». Согласно этой парадигме, развитие мобильной связи, определяемое ростом скорости и объема трафика, предполагает пропорциональное увеличение пропускной способности и последовательной смены IP-узлов доступа на более производительные.

 

Преимущества такого подхода проявляется при интенсивной эксплуатации таких функций как агрегация, маршрутизация, транзит трафика между узлами в сети сложной топологии и т.д. Однако, при внедрении виртуализации в 5G-сети число узлов сокращается, а, следовательно, уменьшается число маршрутов и упрощается топология. В IT-сети все ЦОДы, как правило, соединены каналами «точка – точка», которые построены на основе передовых транспортных технологий L0 и L1 уровня.

 

Прогресс в увеличении канальной пропускной способности, в том числе оптических систем, а также прогресс в снижении их стоимости, позволяет снять ограничения, присущие транспортным сетям. На представленном на рисунке 1 графике видно, что транспортные решения, применяемые на современных сетях RAN, по своей пропускной способности соответствуют уровню развития технологий передачи конца 80-х гг. прошлого века. 

 

Рост канальной пропускной способности транспортных сетей

 

Опережающий рост канальной пропускной способности транспортных систем (1 000 раз) по сравнению с ростом скорости мобильных сетей с момента строительства LTE (10 раз) дает возможность перехода в 5G к перспективной архитектуре C-RAN и внедрению технологий виртуализации. Тем самым использование передовых транспортных технологий позволяет получить стратегические преимущества на уровне всей сети:

 

- Снижении затрат на модернизацию площадки БС при внедрении 5G

 

- Экономичность внедрения инновационных функциональностей радиосети, предполагающих тесную координацию емкостных ресурсов между сотами (в том числе DSS+Interband NR CA, CoMP и т. д.)

 

- Упрощение модернизации сети и смены поставщиков

 

- Снижение затрат за счет виртуализации цифрового стека БС

 

Возможность реализации оптимальной архитектуры сети 5G во многом определяется экономической эффективностью и возможностями выбранных транспортных технологий.  В 5G транспортный домен фактически становится полноправным компонентом оптимального сетевого решения.

 

Технические требования

 

В отличие от 4G в транспортной сети 5G к уровню Backhaul (BH) сети, связывающей в 4G-сети eNB с EPC и в 5G-сети CU-компонент gNB с 5GC, добавляются уровни транспортной сети MidHaul (MH), связывающий DU-компоненты с CU-компонентами gNB сети 5G, и FrontHaul (FH), связывающий RU-компоненты с DU-компонентами gNB сети 5G. 

 

Наиболее критичным является трафик FrontHaul, который с точки зрения требований к передаче (допустимой задержке, джиттеру, допустимого уровня потери пакетов, симметрии прямого и обратного потоков, временной и частотной синхронизации и т.д.) является экстремальным видом трафика межмашинного обмена промежуточными продуктами цифровой обработки радиосигнала в реальном масштабе времени. Причем эти требования на транспортную сеть зачастую не детерминированы, т.е. они являются частью общего сетевого бюджета (их значения должны определяться с учетом соответствующих параметров других узлов (например, точности генератора сигналов хронирования T-TSC, встроенного в RU). При этом значение общего бюджета зависит от используемых в RAN функциональностей (например, Dual ConnectivityInter- или Intra-band CA и т.д.).

 

Понимание технических требований для транспортного домена с учетом собственной специфики позволяет операторам выбирать наиболее экономически эффективные технологические и архитектурные решений развития свой сети.

 

Состояние рынка

 

Рынок транспорта 5G характеризуется:

 

- Неэффективностью или невозможностью построения сети в рамках существующих решений. Все существующие решения в индустрии разрабатывались для «человеческого» трафика, в то время как большая честь трафика 5G является экстремальным видом M2M-трафика.

 

- Отсутствием единого универсального оптимального решения. Широкий диапазоном требований к полосе (от 5G до 400G+), различные виду топологий, доступность оптоволоконной инфраструктуры делают невозможным использование универсального решения ни в рамках индустрии, ни даже сети одного оператора.

 

- Появлением принципиально новых транспортных решений, например, оптических модулей с интегрированным упаковщиком на базе G.709, пакетных узлов подключения БС с поддержкой CPRI/eCPRI IWF) и т.д. 

 

Опрос операторов, проведенный Heavy Reading, показал, что главным приоритетом операторов при анализе транспортной специфики 5G и возможных технологий (51% опрошенных) является выбор поставщиков, обеспечивающих минимизацию стоимости владения совокупной 5G RAN инфраструктуры (см. Рис. 2).

 

Рис. 2. Критерии операторов при выборе поставщика транспортных решений 5G

 

Рекомендации по внедрению

На основе анализа технологий и состояния рынка в исследовании определяются условия эффективности каждого из возможных решений, а также рассматриваются риски и способы их купирования оператором. Рекомендации подкрепляются проведенным обзором опыта лидирующих операторов.

 

____________________________________ 

 

Информационный бюллетень подготовлен компанией J'son & Partners Consulting. Мы прилагаем все усилия, чтобы предоставлять фактические и прогнозные данные, полностью отражающие ситуацию и имеющиеся в распоряжении на момент выхода материала. J'son & Partners Consulting оставляет за собой право пересматривать данные после публикации отдельными игроками новой официальной информации.

  

Детальные результаты исследования представлены в полной версии Отчета:

«Транспортные сети 5G: технические требования, состояние рынка и рекомендации по внедрению»

РЕЗЮМЕ

1. Рекомендации по модернизации существующих и построению новых трансп-х сетей        

2. Общие рекомендации для транспортных сетей           

2.1       Fronthaul (FH) соединение RU (Radio Unit) узлов и DU (Distributed Unit) узлов           

2.2       Midhaul (MH) соединение DU узлов и CU (Central Unit) узлов    

2.3       Backhaul (BH) соединение CU узлов и пакетного ядра (5GC)     

3. Варианты объединения узлов RU и DU для разного типа покрытия (город, пригород, СНП, трассы) и для каждого из сервисных сценариев     

3.1       FWA (Fixed Wireless Access)

3.2       eMBB (enhanced Mobile BroadBand)

3.3       URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communication)

3.4       mMTC (massive Machine Type Communication)

4. Варианты объединения узлов CU и DU для разного типа покрытия (город, пригород, СНП, трассы) и для каждого из сервисных сценариев

4.1       FWA (Fixed Wireless Access)

4.2       eMBB (enhanced Mobile BroadBand)

4.3       URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communication)

4.4       mMTC (massive Machine Type Communication)

5. Рекомендации по скорости межузловых соединений сетей FHMH и BH

6. Рекомендации по параметрам синхронизации фазы и даты и по точности восстановления частоты для сетей FHMH и BH

7. Рекомендации по мультиплексированию в рамках ограничений связи RUDU по задержке и её вариации на основе анализа вариантов xWDMTSN EthernetFlex-E и т.д., а также поддержку в транспортной сети функционала RoE (CPRI-over-Ethernet) и CPRI/eCPRI IWF для сетей FH

            7.1       Анализ опыта лидирующих операторов

8. Целесообразность объединения сетей FH/MH в сеть xHual без ущерба для характеристик связи FH

9. Рекомендации по использованию открытого оборудования, соответствующего открытым спецификациям TIP OOPT/DCSGOpenROADMONF в качестве приоритетного варианта для сетей FHMH и BH