Trên thực tế, truyền dẫn xHaul dành cho mạng 5G có thể phức tạp. Ngoài công nghệ truyền dẫn backhaul truyền thống, công nghệ fronthaul và công nghệ midhaul mới cũng có các yêu cầu phức tạp về độ trễ, thời gian và đồng bộ cùng với những giới hạn nghiêm ngặt hơn đối với mạng 5G nếu so với 3G/4G, cũng như yêu cầu mới về phân lớp mạng, và nhiều loại giao diện hỗ trợ. Mạng truyền dẫn 5G với quy hoạch sơ sài có thể dẫn tới một hệ thống mạng không tối ưu, làm tăng chi phí vốn và một quy trình vận hành không mang lại hiệu năng dịch vụ và chất lượng trải nghiệm mà người dùng cuối cần, dù là đối với người hay máy (IoT).

Vây, liệu có cách nào để đơn giản hóa và giúp truyền dẫn xHaul cho 5G bền vững trong tương lai không? Bài viết dưới đây đưa ra những chỉ dẫn giúp các nhà quy hoạch mạng đơn giản hoá và làm cho truyền dẫn xHaul bền vững hơn.

5G Transport Cycle

Hướng dẫn 1: Thống nhất Lớp Dịch vụ

Số lượng lớp dịch vụ trong mạng 5G càng ít thì hiệu năng càng tối ưu. Thay vì thiết lập nhiều lớp dịch vụ, như IP, Ethernet, mạng truyền dẫn quang (OTN), và/hoặc Công nghệ ghép kênh theo bước sóng quang (DWDM), hãy lựa chọn sử dụng một trong số đó một cách có chiến lược, đặc biệt là khi dùng phân lớp mạng. Nguyên nhân là bởi bản thân mô hình phân lớp mạng đã khá phức tạp rồi. Do đó, việc sử dụng chỉ một công nghệ đầu cuối đối với mô hình phân lớp mạng sẽ giúp việc cấu hình và bảo trì đơn giản và dễ dàng hơn.

IP luôn vượt trội trong việc cung cấp một lớp dịch vụ liền mạch (cung cấp các dịch vụ trên cả L2 và L3) từ khu vực tế bào đến vùng lõi với khả năng cộng gộp vững chắc. Tuy nhiên, nếu lớp dịch vụ được cắt ghép từ nhiều công nghệ khác nhau, việc cấu hình và quản lý chúng từ đầu đến cuối luôn là một công việc khó khăn.

Việc quản lý mạng IP/MPLS cũng là một thách thức và hơn nữa, hệ thống mạng bị nhồi nhét rất nhiều giao thức truyền tin cồng kềnh như Giao thức dự trữ tài nguyên (RSVP) và Giao thức phân phối nhãn (LDP), khiến mạng trở nên phức tạp. Nhờ Định tuyến Phân đoạn (SR), sử dụng định tuyến theo nguồn, việc quản lý mạng IP/MPLS đã trở nên đơn giản và dễ dàng hơn mà không cần đến những giao thức này. Ngoài ra, công nghệ EVPN đơn giản hoá việc tạo lớp mạng VPN. Khi phối hợp với nhau, Định tuyến Phân đoạn và EVPN có thể đơn giản hoá đáng kể mạng xHaul; đây chính là một cách tiếp cận đơn giản hơn, được khuyến cáo, để tạo nên một phân lớp mạng.

Hướng dẫn 2: Thiết kế hướng đến Định thời, Đồng bộ, và Độ trễ

Nói chung, trong truyền dẫn, độ trễ càng ít thì càng tốt. Có hai loại độ trễ cần quan tâm, đó là:

  1. Trễ đầu cuối phụ thuộc vào loại dịch vụ được cung cấp bởi nhà mạng, di động, hoặc nhà bán buôn. Ví dụ, truyền tin độ trễ thấp siêu tin cậy (urLLC) yêu cầu về độ trễ khắt khe hơn, trong giới hạn vài mili giây, so với băng thông rộng di động nâng cao (eMBB). Để đáp ứng độ trễ như vậy, các nhà mạng nên nghĩ đến việc thiết lập các trung tâm dữ liệu ở biên gần với thiết bị của người dùng hơn và triển khai mạng nhạy cảm với thời gian (TSN).
  2. Loại trễ thứ hai liên quan tới truyền dẫn fronthaul trong C-RAN. Độ trễ trong phạm vi 100 micro giây hoặc ít hơn. Yêu cầu này quyết định khoảng cách mà Khối Phân tán (DU) nên được đặt ở đâu so với điểm phát sóng.

Bên cạnh độ trễ, định thời và đồng bộ là các yêu cầu chính trong truyền dẫn 5G. Mặc dù các công nghệ gói không phải là tối ưu cho độ trễ và tình trạng chập chờn, hai yếu tố có thể ảnh hưởng tới đồng bộ, những sáng kiến như Mạng Nhạy cảm với Thời gian (TSN) của Viện Kỹ sư Điện và Điện tử quốc tế - IEEE (phù hợp với mạng Ethernet) và DetNet được khởi tạo bởi Lực lượng đặc nhiệm kỹ thuật Internet - IETF (phù hợp với mạng IP) giúp các công nghệ gói xác định tốt hơn tình trạng chập chờn, độ lệch, và chệch thời gian, do đó rất phù hợp để áp dụng các gói định thời và đồng bộ.

Một bộ tiêu chuẩn đang phát triển bởi Diễn đàn Kết nối Mạng quang - OIF được gọi là FlexEthernet có thể cung cấp công cụ Ghép kênh phân chia thời gian (TDM) như phân chia tài nguyên và sự đảm bảo về dịch vụ có thể dự đoán trước trên lớp mạng Ethernet. Đối với các dịch vụ độ trễ siêu thấp, FlexEthernet là một trong các lựa chọn dành cho các nhà cung cấp dịch vụ.

Thiết bị truyền dẫn nên hỗ trợ tính năng đồng hồ biên sử dụng hồ sơ ITU-T G.8275.1 và độ chính xác cao của Lớp C tối thiểu cho các ứng dụng truyền dẫn fronthaul.

Các yêu cầu định thời và đồng bộ khắt khe trong truyền dẫn xHaul yêu cầu việc quy hoạch cẩn thận T-GM (Telecom Grandmaster) trong mạng. C-RAN cần nhiều đồng hồ được phân bố tại các vị trí trung tâm với các điểm phát sóng đồng bộ thời gian. Nếu thiết bị truyền dẫn có thể hỗ trợ T-GM và tính năng của bộ thu Hệ thống Vệ tinh Định vị Toàn cầu, thiết bị này sẽ giảm một lượng lớn nhu cầu cần tới các đồng hồ T-GM bên ngoài, từ đó, đem lại sự linh hoạt cũng như tiết kiệm chi phí vốn.

Khi thiết kế mô hình truyền dẫn xHaul cho mạng 5G, vấn đề cấp thiết là phải biết các dịch vụ cần độ trễ như thế nào để quyết định việc quy hoạch các trung tâm dữ liệu, các thiết bị trung tâm (CU) và các thiết bị phân tán (DU). Điều quan trọng là khi sử dụng truyền dẫn fronthaul gói, hãy nhớ đến các tuỳ chọn có sẵn để giảm thiểu độ trễ cũng như tình trạng chập chờn.

Hướng dẫn 3: Tự động hoá, Điều phối và Phân tích là các yếu tố chính trong mạng 5G

Khi một phân lớp mạng di chuyển qua nhiều domain vô tuyến và hữu tuyến, như radio, công cụ truyền dẫn, và vùng lõi, mạng 5G cần tự động hoá dựa trên dữ liệu và điều phối thông minh để quản lý các dịch vụ trên các lớp mạng này. Khi đó, cần xem xét nhiều yếu tố liên quan đến truyền dẫn, bao gồm:

  1. Cấu hình thủ công sử dụng các lệnh Giao diện Dòng Lệnh (CLI) rất tốn thời gian và có nguy cơ lỗi cao, gây cản trở cho năng lực tự động hoá bền vững trong tương lai. Thay vào đó, tự động hoá theo mô hình, sử dụng cấu hình NETCONF cùng với các mô hình YANG mở mới có thể bền vững lâu dài, dễ triển khai hơn, và dễ tích hợp với mạng điều khiển bằng phần mềm (SDN) và hệ thống điều phối. Trí tuệ trung tâm sử dụng SDN được ưa thích hơn do nó hỗ trợ thiết kế lưu lượng các đường chuyển mạch nhãn (LSP) từ một vị trí trung tâm.
  2. Không gì tệ hơn là có một phân lớp mạng nhưng không có cái nhìn toàn cảnh của phân lớp mạng đầu cuối. Công cụ điều phối nên cung cấp cái nhìn toàn cảnh về hiệu năng trên nhiều lớp mạng: giao thức định tuyến trong (IGP), giao thức định tuyến dạng véc-tơ (BGP), gNMI (gRPC), SNMP, Syslog, NetFlow, .v.v. Sau đó, cùng với sử dụng học máy với tự động hoá vòng kín, nó có thể tự điều chỉnh trong hệ thống mạng, đảm bảo chất lượng dịch vụ của phân lớp mạng.

Hướng dẫn 4: Lựa chọn thiết bị vận chuyển một cách thông minh

Có một số điều cần xem xét khi lựa chọn thiết bị truyền dẫn:

  • Về khía cạnh truyền dẫn xHaul, các bộ định tuyến cần hỗ trợ không chỉ các khả năng IP được yêu cầu, mà còn các tính năng bổ sung cần thiết để hỗ trợ nâng cấp 4G lên 5G, như là TSN, eCPRI, CPRI cùng RoE, Giảm tải L1, và các giao diện F1.
  • Mật độ cao lên đến 10/25GbE cung cấp hạ tầng cần thiết để nén mạng.
  • Các giao diện 100/200/400 GbE NNI cần mang lại khả năng mở rộng băng thông mà mạng 5G cần.
  • Ở khía cạnh định thời và đồng bộ, thiết bị này cần hỗ trợ telecom grand master, tính năng đồng hồ biên và bộ thu GNSS sử dụng hồ sơ G.8275.1 với độ chính xác thấp nhất là ở cấp độ C.
  • Ở khía cạnh phân lớp mạng, thiết bị nên có độ linh hoạt để hỗ trợ cả phân lớp phần mềm, ví dụ, sử dụng Định tuyến Phân đoạn và phân lớp phần cứng, như FlexEthernet.
  • Ở khía cạnh tự động hoá, hệ thống định tuyến/quản lý nên hỗ trợ tự động hoá sử dụng NETCONF/YANG và các phân tích chắc chắn dựa vào dữ liệu trên nhiều lớp, bao gồm IGP, BGP, SNMP, NetFlow, gNMI (gRPC) và Syslog, cung cấp khả năng hiển thị đầu cuối từ lớp mạng quang đến chuyển mạch gói và các lớp định tuyến với tự động hoá vòng kín thông minh.

Như vậy, truyền dẫn xHaul cho mạng 5G cần một cách tiếp cận ở mức độ giải pháp bao gồm một mô hình đa tính năng cũng như một nền tảng tích hợp điều phối và tự động hóa tốt. Ciena cung cấp một giải pháp hoàn thiện nhưng mở với các giải pháp IP Thích ứngTM sáng tạo của hãng, tích hợp tốt với phần mềm Tự động hoá Blue Planet. Công ty đã đơn giản hoá truyền dẫn xHaul cho mạng 5G với một bộ giao thức IP mở và gọn nhẹ điều chỉnh bởi các phân tích lớp điều khiển tập trung, đa miền và đa nhà cung cấp.