文档介绍：网络时延分析及面向5G的低时延策略林何平,高志英,韩剑,康帅(***通信设计院有限公司北京100080)摘要5G网络对网络时延提出更高要求,本文通过分析网络时延的组成提出降低时延策略,并针对未来5G对低时延的需求,提出可能的解决方案。关键词网络时延;5G引言低时延的网络传输需求随着社会信息化的发展和电信业竞争的加剧,为不同需求的客户提供差异化服务成为必然选择。尤其伴随着5G技术的来临,网络时延越来越成为关注的焦点。移动通信网从2G到5G,时延将达到上百倍的变化,具体如表1所示。新型业务层出不穷,其中自动驾驶、增强现实、虚拟现实、感知网络等uRLLC(Ultra-munications超低时延高可靠性网络)类业务基于5G网络得以实现,各类业务对网络的需求见图1。更低时延的网络为未来应用提供更多可能,甚至将颠覆人类生活。表1不同制式移动网络的端到端时延应用典型端到端时延(ms)2G6003G2004G15~1005G1~10时延(ms)带宽(bps)1101001000<1M1M10M100M>1G汽车紧急呼叫灾难警报实时游戏视频通话监控传感网络设备遥感双向遥控急救个人云视频流量无线办公自动驾驶增强现实虚拟现实感知网络可用传统网络承载的业务必须使用5G承载的业务固定突发活跃设备连接图1未来业务及对网络的需求网络时延构成及分析网络时延由传播时延(PropagationDelay)、传输时延(TransmissionDelay)、处理时延(Processingdelay)、调度时延(QueuingDelay)构成,具体如图2所示。AB传播时延dprop传输时延dtrans设备处理时延dproc设备调度时延dqueue图2网络时延构成示意图传播时延传播时延是指信号在传输介质中传播所花费的时间,与传播速度、通信距离有关。对于光传送网来说,传输介质即是光纤,在光纤中光的传播速度与折射率有关。Dprop=l×nc其中:l为光信号传送的距离;c为光在真空中传播的速度,约为3×105Km/s;n为光纤折射率。受物理光速限制,一般通过减少信号传输距离l来降低时延,主要的方法包括:选择更直、更短的光传送路由。在进行管线建设时,在兼顾安全、技术合理的情况下,优选路径短的路由方案;在进行光通道安排时,选择路径短、节点少的方案。局站设置更合理以减少引接距离。近年长途光缆利用高速管道进行建设的比较多,光放站由于对机房的面积和电源要求不太高,可在高速出口附近租用或自建机房,既便于维护又可减少光缆距离。成缆结构上选择中心束管式或骨架式。光缆成缆结构主要有中心束管式、骨架式和层绞式,相较于层绞式在光缆中有更短的缠绕和弯曲,减少光传送距离通过电域补偿色散代替色散补偿光纤的使用。此外,还可选择低折射率光纤来降低时延。AB设备处理时延dproc设备调度时延dqueue传输时延dtrans传播时延dprop传输时延所需传输时延是指站点发送或接收一个数据帧要的时间,与数据帧长、链路速率相关。Dtrans=Fv其中:F为帧长;v为线路速率。降低传输时延的方法一般通过提高链路速率来达到,。在采用高速接口设备时传输延在网络时延占比较低。处理时延处理时延是指数据转发花费的时间,包括头部处理、差错校验、路由表查找等,取决于节点的处理能力和数据处理的复杂