Ciena gần đây đã công bố các bổ sung và nâng cấp chính dành cho Các giải pháp Mạng 5G của chúng tôi, bao gồm ba bộ định tuyến mới dành cho mạng vận chuyển xHaul, tăng cường Phân chia Mạng và Quy hoạch Động đối với Phần mềm Tự động Blue Planet, và Các Dịch vụ chuyện nghiệp để hỗ trợ các nhà mạng trong hành trình nâng cấp từ 4G lên 5G duy nhất của họ. Không quen với xHaul và đó là lí do vì sao điều này là vô cùng quan trọng với sự thành công của 5G? Hãy để tôi giải thích.

xHaul là gì?

xHaul viết tắt của các mạng truyền dẫn lớp ngoài, lớp giữa và lớp trong liên kết các tế bào mạng với nhau, và với mạng lõi, và cuối cùng là đến trung tâm dữ liệu, nơi lưu trữ nội dung được truy cập. Vì sao tôi lại nói chuyện về trung tâm dữ liệu?

Tuyệt vời, video sẽ thể hiện 76% tất cả lưu lượng di động cho tới năm 2025, và thử đoán xem hầu hết nội dung video được lưu ở đâu? Bạn đoán đúng rồi, tại các trung tâm dữ liệu ở gần và xa, có nghĩa là toàn bộ mạng hữu tuyến cố định nằm giữa Mạng Truy cập Vô tuyến (RAN) và các trung tâm dữ liệu phải được nâng cấp lên để nhận được lời hứa đảm bảo về hiệu năng đầu cuối mà Phân hệ Mạng 5G có thể mang tới. Các Nhà mạng Di động (MNO) sẽ dùng phân hệ mạng 5G để hỗ trợ ba phân mục các sử dụng chính, mỗi phân mục có yêu cầu hiệu năng mạng riêng:

  • Băng thông rộng Di động tăng cường (eMBB), cần đến dung lượng hữu tuyến đáng kể tăng
  • Giao tiếp Loại Máy lưu lượng lớn (mMTC), cần tự động hóa dựa trên phân tích để kết nối quang từ hàng triệu tới hàng tỉ thiết bị mới (hãy nghĩ tới IoT số lượng lớn)
  • Giao tiếp Trễ thấp rất đáng tin cậy (urLLC), yêu cầu Tính toán Biên Đa Truy cập (MEC) và truyền dẫn quang gói chủ động để đạt được các tiêu chí độ trễ siêu thấp và chủ động

Vì sao các phân mục này là quan trọng? Bởi dữ liệu được truyền dẫn trên mạng đầu cuối, trên cả các phân vùng vô tuyến và hữu tuyến, các nhà mạng phải có thể đảm bảo hiệu năng phân hệ mạng trên toàn bộ chu trình. Trên phân vùng hữu tuyến, điều này có nghĩa là cần các khả năng quản lý lưu lượng cụ thể ở lớp mạng ngoài, trung gian, và lõi phải hoạt động tốt hơn việc chỉ đơn giản tăng dung lượng để hỗ trợ các thiết bị 5G một cách chính tắc.

xHaul ở đâu?

Trong mạng 4G, mạng truyền dẫn truy cập kết nối các Đầu mối Vô tuyến Từ xa (RRH) với các Đơn vị Băng tần Gốc dựa trên đám mây/tập trung từ xa, trong khi mạng truyền dẫn lõi kết nối BBU trở lại với Mạng lõi Gói Tiến hóa 4G (EPC). Trong mạng 5G, các Vô tuyến Mới (NR) được kết nối với BBU, là đơn vị có thể được phân tách ra (và ảo hóa) thành một Đơn vị Trung tâm (CU) và một Đơn vị Phân bố (DU) Truyền dẫn lớp trung gian liên kết CU với DU thông qua một giao diện F1 3GPP chuẩn hóa, mới. Mạng truyền dẫn lõi 5G, ban đầu được các nhà mạng tập trung để mang tới các dịch vụ eMBB, về cơ bản là giống với 4G, trừ việc phải chịu thêm rất nhiều lưu lượng do Kết nối Vô tuyến Mới (NR) 5G băng thông cao, tốc độ cao.

Hình minh họa C-RAN 4G cấp cao so với kiến trúc C-RAN 5G

Hình 1: C-RAN 4G cấp cao so với kiến trúc C-RAN 5G 

Hiện đang có xu hướng chuyển dịch trong ngành công nghiệp với một phong trào phá vỡ các mạng truyền dẫn truy cập 4G. Trong khi vẫn dựa vào một chuẩn Giao diện Vô tuyến Công cộng Chung (CPRI), các mạng truyền dẫn truy cập này cuối cùng sẽ đóng và độc quyền. MNO buộc phải mua RRH và BBU từ cùng một nhà cung cấp và phải chuyển lưu lượng truyền dẫn truy cập lên các đường quang tối, thường không sẵn sàng, và đắt đỏ do dung lượng rất cao (và không hiệu quả) của CPRI cũng như các yêu cầu về độ trễ nghiêm khắc. Với 5G - điều này có thể và sẽ thay đổi.

Vì sao phải dùng mạng xHaul?

Với sự giúp đỡ từ các tổ chức như Liên minh O-RAN do nhà mạng dẫn dắt, các chuẩn giao diện mạng truyền dẫn 5G truy cập và lớp giữa đều mở và được định nghĩa trong một định dạng có cấu trúc. Điều này cho phép các MNO mua RU, DU, CU và các mạng truyền dẫn liên quan giữa chúng, từ bất kỳ nhà cung cấp nào, miễn là các thiết bị đó tuân theo đặc tả O-RAN. Các đặc tả mở này sẽ dẫn tới mức độ cạnh tranh cao hơn giữa các nhà cung cấp nhằm mang tới nhiều lựa chọn hơn, sáng tạo nhanh hơn, các thiết kế mạng tốt nhất, và một hệ sinh thái nhà cung cấp an toàn hơn.

Ciena chủ động tin tưởng vào chuẩn mở và đó là lí do vì sao chúng tôi đã giới thiệu các Bộ định tuyến 5164, 5166, và 5168 đa nhà cung cấp, có thể hoạt động với nhau - để hỗ trợ các MNO được giải phóng triệt để khỏi việc phụ thuộc vào một nhà cung cấp. Vì cả 4G và 5G sẽ cũng tồn tại với nhau trong nhiều năm nữa, các mạng xHaul phải hỗ trợ các chuẩn này trong thời gian đó. Cách tốt nhất để làm việc đó thật tiết kiệm, là thông qua một mạng truyền dẫn hội tụ, tương tác lẫn nhau có thể thống nhất truyền dẫn lớp truy cập, trung gian, và lõi trên một hạ tầng mạng truyền dẫn chung.

Vì sao phải có các mạng xHaul từ nhiều nhà cung cấp có khả năng tương tác lẫn nhau?

Các bộ định tuyến XHaul của CienaLợi ích chính của truyền dẫn xHaul dựa trên các tiêu chuẩn, mở là khả năng linh hoạt trong việc gom lưu lượng vào một hạ tầng hữu tuyến chung, khiến nó đơn giản và tiết kiệm hơn rất nhiều khi sở hữu và vận hành một mạng mà không cần đến các mạng lớp trên tốn kém. Để có thể gom lưu lượng 4G ở lớp truy cập và lớp lõi cùng với lưu lượng 5G lớp truy cập, lớp giữa, và lớp lõi lên một đường truyền mạng hỗ trợ đa giao diện 4G và 5G như 4G CPRI, 4G Vô tuyến trên nền gói Ethernet (RoE), CPRI phát triển lên 5G (eCPRI), Truyền dẫn lớp Truy cập O-RAN, và hồ sơ giao diện F1 Mở O-RAN. Sự linh hoạt này dẫn tới một thế hệ mạng mới, và chúng tôi gọi chúng là các dòng Bộ định tuyến Ciena 5164, 5166, và 5168.

Tập trung vào mạng truyền dẫn lớp truy cập

Các bộ định tuyến 5164, 5166, và 5168 của Ciena hỗ trợ cả Ethernet chuẩn và Ethernet Kết nối Nhạy Thời gian (TSN), cũng như là (Định tuyến Phân đoạn) mềm và phân tách mạng (FlexEthernet / ITU-T G.mtn). Họ cũng được hưởng lợi từ phần mềm tự động thông minh Blue Planet của Ciena và triển khai IP thu gọn Adaptive IP của Ciena được kích hoạt thông qua API mở và hỗ trợ đo đạc phát từ xa để mang lại các lợi ích trên toàn mạng vượt lên trên chính các bộ định tuyến.

Hãy tập trung vào các khả năng của truyền dẫn truy cập trên bộ định tuyến 5168 và các giao diện truyền dẫn truy cập đa dạng của nó, điều khiến nó khác biệt với các bộ định tuyến 5164 và 5166. Để phủ và đơn giản hóa lưu lượng truyền dẫn truy cập và lớp giữa 4G và 5G lên một mạng xHaul hội tụ chung, bộ định tuyến 5168 hỗ trợ các giao diện truyền dẫn truy cập và trung gian như sau:

  • Giao diện Vô tuyến Công cộng Chung (CPRI) 
  • Giao diện Vô tuyến Công cộng Chung nâng cao (eCPRI)
  • Giao diện (phân tích dựa trên cấu trúc và hiểu biết về cấu trúc) Vô tuyến dựa trên Ethernet theo chuẩn IEEE 1914.3 (4G CPRI lên Ethernet)
  • Giao diện ORAN
  • Giao diện F1 3GPP (bao gồm cả các hồ sơ F1 Mở O-RAN)
  • CPRI sang eCPRI, bao gồm cả xử lý Ngoại tải Liên kết mạng (IWF)
  • CPRI-sang-ORAN, bao gồm xử lý Ngoại tải L1

Hiệu năng mạng truyền dẫn truy cập

Tất cả các giao diện truyền dẫn truy cập và trung gian 4G/5G ở trên đều dựa trên chuyển mạch gói và cần bảo đảm được các cấp độ trễ và jitter mới và cao hơn nhằm đạt được truyền dẫn thành công các gói trên mạng truyền dẫn truy cập. Các công nghệ tương tự trên các mạng trung gian và mạng lõi được tận dụng để đạt các yêu cầu về hiệu năng của các trường hợp sử dụng 5G mới, như là những công nghệ liên quan tới urLLC.

Khi các nhà cung cấp dịch vụ tìm kiếm tận dụng các công nghệ tốt nhất để thiết kế và xây dựng các mạng hiệu năng cao nhất cho người dùng của họ, tại Ciena, chúng tôi luôn tìm kiếm các cơ hội có thể mạng lại giá trị thặng dư một cách có hệ thống làm tăng cường thêm khả năng và hiệu quả các giải pháp của chúng tôi. Một ví dụ cụ thể của việc này là miền truyền dẫn truy cập nơi chúng tôi hợp tác với Intel nhằm mạng lại truyền dẫn CPRI gói tốt nhất thông qua Vô tuyến trên Ethernet (RoE) và Tính năng Liên kết CPRI-sang-eCPRI (IWF). Công nghệ Chuỗi Cổng Lập Trình Trường (FPGA) của Intel mang lại hiệu năng, độ linh hoạt, và khả năng lập trình cần thiết mà chúng tôi cần để triển khai các chuẩn truyền dẫn truy cập ngày nay. Ngoài ra, công nghệ FPGA của Intel cho phép nâng cấp các trường trong trường hợp các triển khai trong tương lai cần thay đổi vì bất kỳ lí do nào. Bằng cách hoạt động cùng với Intel, chúng tôi có thể tận dụng chuyên môn của họ nhằm kích hoạt công nghệ tăng tốc và khả trình để triển khai các mạng di động 4G/LTE và 5G hội tụ theo một cách hiệu quả và tiết kiệm nhất.

Vậy còn truyền dẫn trung gian và lõi thì sao?

Hãy theo dõi, vì tôi sẽ nói về hai phần rât quan trọng này của mạng hữu tuyến 5G nhằm hỗ trợ phân tách mạng đầu cuối 5G đảm bảo, giúp giải phóng các ứng dụng và trường hợp sử dụng eMBB, mMTC, và urLLC.

Mạng truyền dẫn truy cập của bạn có gì?