邊緣計算網關設備的構建和部署問題的研究

陳興秀 馬之力 劉春暉

摘 要：隨著5G網絡即將到來，各類以5G網絡承載的解決方案層出不窮，這些方案除了向我們分享了通信產業在5G網絡方面的最新技術進展，還就傳輸邊緣計算（光網絡）在5G網絡中的承載作用發表了獨到見解。下面我就根據多年傳輸經驗談談我對傳輸邊緣計算在5G網絡承載方面的運用。

1 邊緣計算發展現狀及趨勢

邊緣計算作為5G時代傳送網的重要傳送層技術，可以有效兼容SDH和WDM。國際電信聯盟電信標準化部門在1998年明確規定了邊緣計算的標準概念和體系框架，隨著我國5G時代的快速發展，寬帶數據業務量不斷增多，必須要積極采用邊緣計算，實現業務的傳送，在線路光層可以利用邊緣計算實現，大顆粒數據交叉傳輸，并且與傳統播分系統保持一致。邊緣計算可以通過異步映射服用的方式，確保扣分交叉技術的經濟性和實用性，而且也能夠滿足整個寬帶業務系統的發展需求。

2 ?5G網絡承載與4G時代的不同

隨著第五代移動通信技術標準的確定，讓產業界真正進入到了收官階段。5G網絡的推行不僅僅只是無線側技術的更新換代，還包括傳輸承載網在內的很多技術方面問題的挑戰，對5G承載的要求遠遠高于4G。5G承載網絡需要解決的問題：

1、高帶寬/擴展能，以解決5G暴增的流量;

2、低時延，用來支持諸如uRLLC（低時延高可靠）方面的業務;

3、具有剛性切片層和網絡層，能夠對各種場景以及業務關系進行垂直應用;

4、可以確保時鐘的穿透性，增強整個時鐘的精確度，也能夠滿足高精度時間同步協議的各項設備指標;

5、高速率接口的對接，需要滿足5G射頻單元新的25GE/50GE接口;

6、低功耗，確保在容量倍增后設備功耗不急劇上升;

7、利用無線基帶處理的方式能夠對數數據設備進行更新虛擬優化確保服務器的運轉負荷得到有效控制;

8、盡可能的減少運營商開發和運營成本，提高運營商的總體收益。

3 邊緣計算可以滿足5G承載需求

5G作為未來網絡發展的新進程，其對承載網有高帶寬、高性能、低延時和低成本的要求，而邊緣計算作為未來5G的承載網絡有著諸多優勢。例如，由于邊緣計算的寬帶數據量非常大，能夠滿足5G時代的發展要求，而且自身的擴展性也能夠不斷的增強邊緣計算的運行效率，網絡構建，不僅穩定而且延時很低，能夠快速的從光層直接跳到電層，解緩解了網絡延時的問題。邊緣計算自身還具有網絡切片、QOS保證、邊緣計算物理隔離等相關的配套技術。在時鐘同步方面也具備高精度時間傳達的效果，所以能夠提升整個網絡運行的質量非常適合5G發展的趨勢。

4 邊緣計算將作為5G網絡承載的新力軍

從目前幾大運營商的邊緣計算實際部署來看，40G的應用前景并不樂觀。而從運營商及設備商（華為、中興、烽火等）的關注度來看，100G相對于40G無疑更受歡迎。

廣東移動經過多年的發展，已經組建了6個100G的邊緣計算系統，包括廣州長長、深圳長長和珠東環系統各兩個。其中有三個利用烽火FONST6000系列的設備，另外三個則采用華為的OSN9800設備，隨著我國5G正式商用，廣東移動通大規模干線層面的100G系統建設，可以實現全省全覆蓋。

華為100OSN9800設備能夠實現差分接收，sDQPSK目標距離1200km+，平均DGD容限為5ps，正式商用時間在2010年第四季度。而烽火FONST5000調制碼型為PM-QPSK，目標距離為16×22GBw/0DC 平均DGD絨線為30PS，2012年二季度正式商用。

新建100G網絡時，應該直接建設DCM Free純相干網絡，通過這樣的建設能夠減少網絡延遲，確保網絡結構得到有效優化，而且也能夠降低生產成本。利用多業務承載的邊緣計算模式，可以實現小顆粒業務確保100G的相關網絡實現全業務接入。由于40G標準建設比較滯后，這樣就造成網絡承載的方案，非常的復雜，而且相互之間不夠兼容，在40G部署的過程中，通過增加大規模的元器件，導致部署規模受到嚴重干擾，而在100G，曾在網絡建設的過程中，通過各種標準組織的共同努力，不僅能夠實現承載方案之間的有效兼容，而且也可以擴大100G的規模化部署。目前我國大部分的路由器品牌所使用的40G鏈路主要以pos封裝技術為主，盡管其封裝體系非常完善，但是各個設備之間存在的交叉容量畢竟有限，而且線路測系統也不能通用，無法滿足市場化的發展需求，由于40G的80波系統，必須要適應不同的方向全業務發展，導致邊緣計算設備自身的交叉能力無法滿足實際要求，對于大多數的設備供應商來說，在40G的網絡部署下無法實現，尤其是在網絡運營商建設部署的過程中，由于40G自身只能夠滿足不同波長級的調整，無法適應全業務的發展。在設備集成散熱、功耗以及易操作方面還存在許多的問題，這樣也會導致整個網絡系統的運行存在不確定性。大多數的IP業務已經從10Ge增長至100Ge 。40G有無法滿足時代發展的要求，所以也被逐漸的淘汰，在今后100G的部署能夠被通信行業廣泛關注，隨著越來越多的運營商對100G部署，未來網絡通訊行業將會有大幅度的提升。

當前通信行業的大部分主流元器件廠商已經逐漸對100句的網絡部署提供支持，而且，在未來越來越多的行業專家，芯片廠商以及設備廠商等，都對100技術，非常的認可與支持，隨著未來100G的快速發展，產業鏈也會增加對100G的投入，這也能夠確保100G設備的成本大幅度降低，但隨著5G網絡的快速發展，人們對5G的興趣更加的濃厚，未來100G建設部署的產業鏈也能夠不斷完善。

在4G網絡全面普及和5G網絡日益興起的今天，邊緣計算的大容量交叉能力以及靈活調度能力使其在全業務承載中占據了一席之地;10G 邊緣計算仍是目前光網絡承載方式的主流技術，而40G 邊緣計算只是一種過渡性技術。國內外運營商越來越多地進行100G系統試商用及現網部署，奠定了100G系統的主流承載地位。為了滿足日益增長的IP業務承載需求，適應傳送網技術的高速發展趨勢，中國通信行業應增加邊緣計算和100G技術的研發投入，加快邊緣計算和100G設備的研發、標準化和推廣應用。相信在未來幾年邊緣計算和100G技術勢必會成為建設骨干網與城域核心網的必選項。

5 結束語

雖然5G到2020年才會啟動商用。但目前國內已經有13座城市開始實驗5G，5G已經離我們不遠了。5G傳送承載雖然很重要，但并非5G發展的瓶頸所在，以邊緣計算為基礎的承載技術是5G承載的最佳技術方案。特別是100G的邊緣計算已經成熟，邊緣計算的進步已經能夠很好滿足5G發展需要。

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