5G承载网到底有哪些关键技术
给大家介绍了5g承载网的基本知识首先，我们要先看一下5g承载网的整体分层结构。
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。
而mpls是通过事先分配好的标签，为报文建立一条标签转发通道（lsp），在通道经过的每一台设备处，只需要进行快速的标签交换即可（一次查找），从而节约了处理时间。
mpls隧道（tunnel）
mpls处理速度更快，效率更高，更适合大容量网络。
既然sr技术源自mpls，那么简单来说，它也是一种“不管中间节点”的路由技术，灵活性更高，开支更少，效率更高。
分段路由（sr）技术通过内部网关协议（igp）扩展收集路径信息，头结点根据收集的信息组成一个显式/非显式的路径，路径的建立不依赖中间节点，从而使得路径在头节点即创建即生效，避免了网络中间节点路径计算。
再说说sr-tp、sr-be、srv6。
sr-tp和sr-be是隧道扩展技术。sr-tp隧道用于面向连接的、点到点业务承载，提供基于连接的端到端监控运维能力;sr-be隧道用于面向无连接的、mesh业务承载，提供任意拓扑业务连接并简化隧道规划和部署。
srv6的话，很好理解。传统的sr是基于ipv4的，也是基于mpls的。而srv6是基于ipv6的。
继续往上，是业务适配层，目的是提供多业务映射和适配支持。这一层的cbr、l2vpn、l3vpn都不是新概念，以后我们再专门介绍。
接下来，我们说一说sdn和高精度时间同步。
sdn
前面小枣君说过，5g承载网必须支持切片。想要支持切片，就必须上sdn。5g承载网庞大而复杂，想要对它进行更好的管理和调度，也必须上sdn。
sdn之前小枣君已经介绍过很多次，software？defined？network，软件定义网络。就是把网络的控制和流量转发进行拆分，由sdn控制器专门进行控制，底下的节点只需要进行转发，是一种加强型的集权管理模式。
前面我们介绍的sr，就是主要为sdn和切片服务的。sdn与sr完美结合，才使5g承载网足够灵活，可以更好地实现切片。
超高精度时间同步
承载网之所以需要超高精度时间同步，原因是多方面的：
5g的载波聚合、多点协同和超短帧要求空口之间的时间同步精度偏差小于260ns。5g的基本业务采用时分双工（tdd）制式，要求任意两个空口之间的相对精度偏差小于1.5μs。5g的室内定位增值服务对时间同步的精度要求更高，要求一定区域内基站空口时间同步的相对精度小于10ns。
5g同步网采用的关键技术包括：高精度同步源头技术、高精度同步传输技术、高精度同步局内分配技术、高精度同步检测技术。
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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：
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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。
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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。
而mpls是通过事先分配好的标签，为报文建立一条标签转发通道（lsp），在通道经过的每一台设备处，只需要进行快速的标签交换即可（一次查找），从而节约了处理时间。
mpls隧道（tunnel）
mpls处理速度更快，效率更高，更适合大容量网络。
既然sr技术源自mpls，那么简单来说，它也是一种“不管中间节点”的路由技术，灵活性更高，开支更少，效率更高。
分段路由（sr）技术通过内部网关协议（igp）扩展收集路径信息，头结点根据收集的信息组成一个显式/非显式的路径，路径的建立不依赖中间节点，从而使得路径在头节点即创建即生效，避免了网络中间节点路径计算。
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sr-tp和sr-be是隧道扩展技术。sr-tp隧道用于面向连接的、点到点业务承载，提供基于连接的端到端监控运维能力;sr-be隧道用于面向无连接的、mesh业务承载，提供任意拓扑业务连接并简化隧道规划和部署。
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sdn
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前面我们介绍的sr，就是主要为sdn和切片服务的。sdn与sr完美结合，才使5g承载网足够灵活，可以更好地实现切片。
超高精度时间同步
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