用例和参考架构

5G xHaul 架构包含三个物理分段：前传、中传和回传，如 图 1 所示。

图 1：5G xHaul 参考网络 A diagram of a computer network Description automatically generated

经过验证的设计通过利用无缝分段路由技术解决了 5G xHaul 的融合问题。

前传网段可在无线接入网络 （RAN） 中的开放式无线电单元 （O-RU）（基站）和开放式分布式单元 （O-DU）（ 图 1 中显示为 RU 和 DU）之间建立第 2 层连接，以便它们能够通过通信进行控制、数据和管理流量。它还可确保 RAN 元素之间的时间和频率同步。由于低延迟至关重要（从 RU 到 DU 必须低于 150μs），前传网段的网络元素非常少，通常仅限于一到两个跃点。当前的 5G 前传传输解决方案基于 O-RAN 联盟架构 [ORAN-WG9.XPSAAS.0-v00.01]。

5G 网络基础架构的 Midhaul 部分定义了分解式 RAN，负责支持 gNodeB 集中单元 （gNB-CU） 到 gNB-DU 的通信。解聚 gNB 由 O-CU 控制平面 （O-CU-CP） 和 CU 用户平面 （O-CU-UP） 组成，通过 F1-C（控制）和 F1-U（数据）接口连接到相应的 O-DU。通过第三代合作伙伴项目 （3GPP） TS 38.401 指定的 E1 接口互连 CU-CP 和 CU-UP。

回传网络定义了连接 5G 移动核心到 CU 的基础架构。控制平面和用户平面被分配到独特的 VPN 中，用于用户数据与 3GPP 控制平面之间的分离。

Midhaul 和回传架构不需要与前传相同的延迟预算，而是表示为环形拓扑、网格拓扑、中心辐射型或主干和分叶拓扑。

经过验证的设计遵循 O-RAN 联盟 [ORAN-WG9.XPSAAS.0-v00.01]。 为了满足前传、中传和回传网段的需求，需要考虑传输网络架构的关键属性，并制定严格的延迟预算、流量优先级、数据包丢失容忍、故障管理和带宽要求。对于 5G xHaul JVD，主要关注移动回传 （MBH） 传输架构和大规模服务。该基础架构有望支持多种住宅、商业和批发服务，同时支持端到端 4G/5G 移动运营商应用。JVD 提出了颜色感知服务映射，支持跨不同域的精细化端到端流量引导。

RAN 的发展包括分布式、集中式和虚拟 4G 架构，这些架构必须与 5G 分解式 O-RAN 共存。这些多样化的生态系统允许灵活地插入 O-DU/O-CU 组件。3GPP 和 O-RAN 为支持分解式部署模型而提出的 RAN 功能拆分剖析不在本文档的范围之内，但却是拟议架构中的一个重要属性。

图 2 引用 O-RAN 联盟 [O-RAN.工作组9.XPSAAS-v02.00]，根据 ITU-T GSTP-TN5G 总结了 RAN 部署场景，以同时支持 4G 和 5G。

图 2：ITU-T 用例 A screenshot of a computer Description automatically generated

此 JVD 并没有试图涵盖所有可能性，而是部署一个集成的回传模型。可以设计拆分架构的附加插入点，通过扩展适当的服务来支持 Midhaul 和回传段之间的分解。

支持复杂并发网络架构的能力进一步提高了无缝端到端解决方案交付的优先级。5G xHaul JVD 的一个基本重点是演示网络预切片解决方案，其中叠加服务可以通过无缝融合移动网络映射到底层传输。

图 3 显示了基于通用拓扑 [O-RAN.工作组9.XPSAAS-v02.00]，定义了传输基础架构的四个部分：接入、预聚合、聚合和传输核心。

图 3：5G xHaul 基础架构 A diagram of a network Description automatically generated

拓扑定义：

  • 接入 — 包括 ACX710 和 ACX5448 接入节点（AN1、AN2、AN3）、蜂窝基站路由器。
  • 预聚合 — 包括 ACX5448 中心站点路由器 AG1.1 和 AG1.2。
  • 聚合 — 包括聚合路由器 AG2.1/AG2.2 （MX204） 和 AG3.1/AG3.2 （MX10003/MX480）。
  • 核心网络 — 包括核心路由器 CR1/CR2 （PTX1000/MX10003） 和服务路由器 SAG （MX10003）。

脊叶接入拓扑通过冗余集线器站点路由器 （HSR） 建立 5G 前传网段 – 图 3 中的 AG1.1 和 AG1.2，并折叠了 4G 预聚合和 5G HSR 角色。预聚合 AG1 节点包括用于扩展环境的额外接入插入点 （RT）。用环形拓扑表示的 Midhaul 和 Backhaul 段组合在一起，包括聚合和核心角色。

底层由无缝分段路由 L-ISIS、Prefix-SID 和边界节点处的 BGP-LU 拼接组成，如 图 4 所示：

  • 接入节点和预聚合网段驻留在 1 级 ISIS 域内。
  • 预聚合分段包括 L1/L2 ISIS 路由器。
  • 预聚合、聚合和核心分段驻留在 2 级 ISIS 域中。
  • 每个域实例化都支持 TI-LFA 节点冗余。
  • Flex-Algo 底层切片进一步将 SR-MPLS xHaul 网络划分为具有两个灵活算法定义 （FAD） 的彩色路径，包括使用 IGP 和流量工程指标的红色 （128） 和蓝色 （129）。
图 4：采用预切片架构的 5G xHaul 融合拓扑 A computer screen shot of a diagram Description automatically generated

虽然 BGP-LU 和 AS 间解决方案可以满足无缝的 E2E 要求，但这些要求并不能满足服务感知的流量工程 SLA。BGP-CT 基于由路由目标属性确定的传输类别提供网络切片和动态流量定向。

颜色感知叠加服务通过 BGP-CT 跨域进行端到端映射。定义了黄金和青铜传输类，以便将黄金映射到仅包含红色 （128） 算法的路径，而青铜映射到仅包含蓝色 （129） 算法的路径。如果金色或青铜色路径不可用，网络将设计为回退到 inet.3（与颜色无关）路径选择。

经过验证的设计包括以下叠加服务：

  • 第 3 层 VPN 包括所有接入节点、AG1.1/AG1.2 和 SAG 上的端点。L3VPN 支持 BGP-CT 按前缀颜色映射。通过协议直接或 OSPF 接收的路由映射到传输类黄金，并遍历显示为红色 （128） 的 flex-algo 切片，而匹配特定属性的 BGP 获知路由则映射到青铜传输类和蓝色算法 （129）。
  • 第 2 层 VPN 包括所有接入节点、AG1.1/AG1.2 和 SAG 上的端点。MP-BGP L2VPN 支持 BGP-CT 颜色映射。L2VPN 实例导出的所有客户路由都映射到黄金或青铜传输类，并且仅遍历相应的 flex-algo 切片。
  • 第 2 层电路包括 AN3、AG1.1/AG1.2 和 SAG 上的端点。L2Circuit 支持 BGP-CT 作为社区映射分配。L2 电路被分配黄金或青铜流量类，并且仅遍历相应的算法。
  • BGP-VPLS 包括 AN1、AN3、AG1.1/AG1.2 和 SAG 上的端点。部署 VPLS 以作为与颜色无关的服务遍历拓扑结构，展示了与颜色感知服务映射的共存。BGP-VPLS 使用 Junos OS 21.4R1 及更高版本中的服务映射支持 BGP 类传输。