Le transport xHaul 5G peut se révéler complexe : comment le rendre simple et pérenne

Ce blog a été publié à l’origine par ACG Research. 

Soyons honnêtes. Le transport xHaul 5G peut se révéler complexe. En plus de la liaison arrière (backHaul) traditionnelle, il existe une liaison frontale (frontHaul) et une nouvelle liaison intermédiaire (midHaul) qui ont également des exigences de planification complexes : délai de transit, chronométrage et synchronisation ont des limites plus strictes pour la 5G par rapport à la 3G/4G, le nouveau besoin du découpage réseau et une variété de nouvelles interfaces à prendre en charge. Un réseau de transport 5G mal planifié peut conduire à un réseau sous-optimal avec des investissements élevés et à un cauchemar opérationnel, incapable de fournir la qualité d’expérience et les performances de service requises par les utilisateurs, qu’ils soient humains ou machines (IoT).

Existe-t-il un moyen de rendre cela simple et pérenne ? Ce blog répond à cette question en détaillant les recommandations qui orientent les planificateurs de réseau dans la bonne direction pour simplifier et pérenniser le réseau de transport xHaul.

Recommandation 1 : Unifier la couche de service

En termes de nombre de couches de services sur le réseau 5G, le moins élevé est le mieux. Au lieu de mettre des services sur plusieurs couches, telles que IP, Ethernet, OTN et/ou DWDM, choisissez l’une d’elles de manière stratégique. Ceci se vérifie particulièrement lorsqu’on utilise le découpage du réseau. Pourquoi ? Le découpage du réseau est déjà complexe. Le fait d’avoir une seule technologie de bout en bout pour le découpage du réseau rend le réseau plus simple, plus facile à dimensionner et à maintenir.

Rien ne surpasse IP pour assurer une couche de service transparente (fournissant des services en couche 2 et 3) depuis la station de base jusqu’au site fédérateur, disposant également de solides capacités d‘agrégation. Quand la couche de services est conçue à partir de différentes technologies, leur dimensionnement et leur gestion de bout en bout sont toujours difficiles.

IP/MPLS est difficile à gérer et déborde aussi de protocoles de signalisation lourds, tels que RSVP et LDP, ce qui rend le réseau complexe. Grâce à Segment Routing, qui utilise un routage par source, IP/MPLS devient plus simple à gérer sans avoir besoin de ces protocoles. De plus, EVPN simplifie la création de la couche VPN. Réunis, Segment Routing et EVPN peuvent simplifier énormément le réseau xHaul : il s’agit d’une approche plus simple, et recommandée, pour créer une tranche.

Recommandation 2 : Axer la conception sur le chronométrage, la synchronisation et le délai de transit

En général, mieux vaut un délai de transit le plus court possible. Deux délais de transit doivent être pris en compte :

1. Le délai de transit de bout en bout dépend du type de services proposé par un opérateur, qu’il soit de réseau mobile ou de gros. Par exemple, les urLLC (ultra-reliable low-latency communication) ont des exigences beaucoup plus strictes en matière de délai de transit, de l’ordre de quelques millisecondes, par rapport aux eMBB (enhanced mobile broadband). Pour respecter un tel délai de transit, les opérateurs doivent réfléchir à la manière d’établir des data centers périphériques plus proches des équipements des utilisateurs et mettre en œuvre un TSN (time-sensitive network).
2. Le deuxième délai de transit est lié à la liaison frontHaul dans C-RAN. Ce délai de transit est de l’ordre de 100 microsecondes ou moins. Cet aspect dicte la distance qui peut séparer la DU (unité distribuée) de la base radio.

Au délai de transit, s’ajoutent les deux exigences clés que représentent le chronométrage et la synchronisation pour le transport 5G. Même si les technologies par paquets ne sont pas les meilleures en termes de délai de transit et de gigue, et peuvent ainsi affecter la synchronisation, des initiatives comme le TSN (Time Sensitive Network) de l’IEEE  (en liaison avec Ethernet) et l’initiative DetNet de l’IETF (en liaison avec IP) rendent ces technologies de paquets plus déterministes en termes de gigue, dispersion et déviation temporelle, et ainsi adaptées au transport des paquets de chronométrage et synchronisation.

Une nouvelle norme de l’OIF, appelée FlexEthernet, peut fournir une division des ressources de type TDM et une garantie de service prévisible sur la couche Ethernet. Pour les services à latence ultra réduite, FlexEthernet constitue l’une des options à la disposition des prestataires de services.

Les équipements de transport doivent prendre en charge la fonctionnalité d’horloge limite à l’aide du profil UIT-T G.8275.1 et une haute précision de Classe C minimum pour les applications frontHaul.

Les exigences strictes de chronométrage et synchronisation dans le transport xHaul requièrent un placement soigneux du T-GM (Telecom Grandmaster) sur le réseau. C-RAN requiert de nombreuses horloges distribuées à des endroits centralisés pour synchroniser les sites radio au niveau temporel. Si les équipements de transport peuvent prendre en charge T-GM et la fonctionnalité de réception du système satellite mondial de navigation, cela réduira énormément le besoin d’horloges T-GM externes, ce qui apportera un niveau important de flexibilité et d’économies d’investissement.

Lors de la conception du transport xHaul 5G, il est impératif de connaître le délai de transit requis pour les services pour décider de l’emplacement des data centers, CU (unités centralisées) et DU. Et surtout, quand on utilise une liaison frontHaul par paquets, il faut connaître les options disponibles pour limiter le délai de transit ainsi que la gigue.

Recommandation 3 : Automatisation, orchestration et analyses sont des éléments clés pour la 5G

Quand une tranche du réseau traverse plusieurs domaines sans fil et filaires, tels que la radio, le transport et le réseau fédérateur, la 5G a besoin d’une automatisation et d’une orchestration intelligentes, pilotées par les données, pour gérer les services à travers ces différentes couches. Dans ce contexte, il existe plusieurs facteurs à prendre en compte pour le transport :

1. Un dimensionnement manuel par commandes CLI (Command Line Interface) est chronophage et fortement sujet aux erreurs, ce qui entrave une automatisation pérenne. À la place, une automatisation par modèle utilisant NETCONF avec des modèles YANG ouverts est pérenne, plus simple à mettre en œuvre et à intégrer à un contrôleur SDN et un système d’orchestration. Une intelligence centralisée utilisant le contrôleur SDN est favorisée car cela permet l’ingénierie de trafic des LSP depuis un site central.
2. Rien n’est pire que de disposer d’une tranche sans aucune visibilité sur la tranche de bout en bout. L’outil d’orchestration doit fournir une riche visibilité des performances à travers plusieurs couches : IGP, BGP, gNMI (gRPC), SNMP, Syslog, NetFlow, etc. Ensuite, à l’aide d’un apprentissage automatique avec une automatisation en boucle fermée, il peut exécuter des mesures correctives de façon proactive sur le réseau, garantissant ainsi la qualité de service de la tranche.

Recommandation 4 : Choisir son équipement de transport soigneusement

Il existe quelques points à prendre en compte pour choisir un équipement de transport :

• Du côté du transport xHaul, les routeurs doivent prendre en charge les capacités IP requises, mais aussi les fonctionnalités supplémentaires nécessaires pour soutenir une évolution élégante de la 4G à la 5G, telles que TSN, eCPRI, CPRI avec RoE, une décharge L1 et des interfaces F1.
• Une densité élevée de 10/25GbE pour fournir l’infrastructure requise à la densification du réseau.
• Des interfaces NNI 100/200/400 GbE pour assurer l’évolutivité de la bande passante requise par la 5G.
• Sur le plan du chronométrage et de la synchronisation, l’équipement doit prendre en charge une fonctionnalité d’horloge limite et GM (référence) télécoms, ainsi qu’un récepteur GNSS à l’aide d’un profil G.8275.1 avec une précision de Classe C, au minimum.
• Sur le plan du découpage, l’équipement doit avoir la flexibilité de prendre en charge un découpage souple, par exemple avec Segment Routing, et un découpage fixe, tel que FlexEthernet.
• Du côté automatisation, le système de gestion / des routeurs doit prendre en charge une automatisation avec NETCONF/YANG et de puissantes analyses pilotées par les données à travers plusieurs couches, notamment IGP, BGP, SNMP, NetFlow, gNMI (gRPC) et Syslog, qui donne une visibilité de bout en bout depuis la couche optique jusqu’aux couches de routage et de commutation des paquets grâce à une automatisation intelligente en bouche fermée.

Comme vous l’avez peut-être conclu, le transport xHaul 5G a besoin d’une approche par solution incluant à la fois un boîtier riche en fonctionnalités et une plate-forme d’automatisation et d’orchestration bien intégrée. Ciena fournit une solution complète, restant ouverte, avec son portefeuille innovant Adaptive IP^TM, qui est bien intégré avec son logiciel Blue Planet Automation. La société simplifie le transport xHaul 5G avec un ensemble léger et ouvert de protocoles IP, pilotés par des analyses centrées sur une couche d’orchestration en boucle fermée à domaines et équipementiers multiples.