福建省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司 陳鎮(zhèn)銓

在現(xiàn)有第4代移動通信技術(shù)（簡稱4G技術(shù)）取得穩(wěn)定發(fā)展地基礎(chǔ)上，隨著5G移動通信技術(shù)的不斷開發(fā)和推廣應(yīng)用，對5G技術(shù)的光傳送網(wǎng)提出更為高的要求，如何推動光傳送網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用滿足未來5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸需求，已成為目前光傳送網(wǎng)絡(luò)研究的重要發(fā)展方向。本文對5G通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點和要求以及新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)架等進行簡要分析，簡析5G網(wǎng)絡(luò)光傳送網(wǎng)的需求和挑戰(zhàn)，以供參考。

0 前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及智能技術(shù)的不斷革新，“信息隨心至，萬物觸手及”的5G網(wǎng)絡(luò)時代愿景也將逐步實現(xiàn)。從目前現(xiàn)有的5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀來看，5G網(wǎng)絡(luò)主要是滿足用戶對流量密度、連接數(shù)和移動性的要求，從而為用戶提供高清視頻、虛擬現(xiàn)實（VR技術(shù)）、云桌面、高級在線游戲等方面的業(yè)務(wù)極致體驗，并且隨著5G網(wǎng)絡(luò)的大力推廣和應(yīng)用，在極大改善網(wǎng)絡(luò)運營效率和成本的同時，全面推動和提升移動網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)創(chuàng)新發(fā)展（董超,王瀚冰,毛艾杭,王傳東.面向5G的光傳送網(wǎng)需求及挑戰(zhàn)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2017,06:41）。

1 5G網(wǎng)絡(luò)具有的技術(shù)特點

5G網(wǎng)絡(luò)同時需達到覆蓋范圍大、高容量的熱點、低功耗及可靠性等方面的需求。其中對于熱點的容量、范圍較廣的覆蓋面兩項功能來說主要應(yīng)用在移動互聯(lián)網(wǎng)中，其具有高可靠性低延時與大連接低功耗的功能，常面向垂直行業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中進行應(yīng)用，按照網(wǎng)頁的根本框架結(jié)構(gòu)將5G網(wǎng)絡(luò)功能面分為：控制平面、接入平面、轉(zhuǎn)發(fā)平面三個部分；其中接入平面主要承擔(dān)的任務(wù)是對全局進行控制和管理，轉(zhuǎn)發(fā)平面與控制平面主要是對全局控制策略的執(zhí)行工作（董超,王瀚冰,毛艾杭,王傳東.面向5G的光傳送網(wǎng)需求及挑戰(zhàn)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2017,06:41）。

實際上5G網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)對象為物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)量個方面，其應(yīng)用場景主要包括以下四方面：①連續(xù)性大范圍的覆蓋場景；②熱點高的容量場景；③低功耗的大連接場景；④低時延的高可靠場景（董超,王瀚冰,毛艾杭,王傳東.面向5G的光傳送網(wǎng)需求及挑戰(zhàn)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2017,06:41）；其中前面兩種應(yīng)用場景主要是針對移動互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，后面兩種應(yīng)用場景主要是針對物聯(lián)網(wǎng)及垂直行業(yè)的應(yīng)用，且根據(jù)不同的應(yīng)用場景所面對的問題各有不同，具有較大的差異性，主要體現(xiàn)在以下方面：①用戶體驗；②連接數(shù)密度；③端到端時延；④移動性；⑤流量密度；⑥用戶峰值速率；以上各性能的要求都是不同場景的應(yīng)用考核指標。關(guān)鍵技術(shù)指標見表1：

表1 5G關(guān)鍵技術(shù)指標

此外，根據(jù)5G網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)功能框架進行劃分，可劃分為以下功能層面：①接入平面（主要負責(zé)策略的實際執(zhí)行）；②控制平面（主要負責(zé)全局控制措施的生成）；③轉(zhuǎn)發(fā)平面（主要負責(zé)策略的實際執(zhí)行），詳見如圖1示：

圖1 5G網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)

2 光傳送網(wǎng)功能需求

針對5G網(wǎng)絡(luò)框架來說，光傳送網(wǎng)的位置是在轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面間，是承載5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。通過對數(shù)據(jù)的分析了解到，如果5G網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)功能和傳輸功能完善和強大，才可充分達到目前對5G光傳送網(wǎng)的功能要求，從而促進對5G網(wǎng)的積極推廣和大范圍的應(yīng)用。目前，面對5G網(wǎng)絡(luò)對傳輸性能與組網(wǎng)功能提出更高的技術(shù)要求，相關(guān)技術(shù)人員在實際工作的過程中，應(yīng)從光傳網(wǎng)的靈活性、性能、智能化的運輸?shù)冗M行研究與探討，從而促進光傳送網(wǎng)的發(fā)展更好的適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)未來的功能需求（董超,王瀚冰,毛艾杭,王傳東.面向5G的光傳送網(wǎng)需求及挑戰(zhàn)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2017,06:41），具體體現(xiàn)為以下方面：

（1）增加容量

從現(xiàn)有光傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展來看，目前的光傳送網(wǎng)絡(luò)干線大部分已進入100Gbit/s時代，并且超100Gbit/s的光傳送技術(shù)隨著高階調(diào)制、新型超低損耗和大面積光纖、靈活柵格等技術(shù)的創(chuàng)新及應(yīng)用，可為面向5G的光傳送網(wǎng)中提供更大帶寬和更高容量的多種技術(shù)選擇。

（2）降低時延

通過對現(xiàn)有的光傳送網(wǎng)絡(luò)端到端傳輸時延進行分析，證明光傳送網(wǎng)的端到端時延主要是光纖傳輸路徑引入的傳輸時延及FEC算法和電中繼時延等方面，其中光傳送網(wǎng)的端到端時延中約80%以上為光纖傳輸時延；因此，在光傳送網(wǎng)中可有效降低時延的方法是降低網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)穆窂?，在對網(wǎng)絡(luò)路徑進行規(guī)劃和開通時采用最短的方案。

（3）較高的可靠性

目前，通過合理的優(yōu)化和升級光傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并使用光棍混合交叉結(jié)構(gòu)等相關(guān)技術(shù)、合理的調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓撲的結(jié)構(gòu)、結(jié)合智能控制功能，提升光傳送網(wǎng)絡(luò)的真實可靠性，構(gòu)建低時延、可靠性高的光傳送網(wǎng)絡(luò)。

（4）靈活化

近年來，光傳送網(wǎng)為了達到對業(yè)務(wù)靈活性的要求，在不斷引入的ODUflex，G.HAO、GMP等技術(shù)的同時，綜合現(xiàn)有的ROADM、靈活柵格、可變收發(fā)和電交叉等技術(shù)措施，從而實現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活性和光層及電層結(jié)合的靈活調(diào)度能力。

（5）智能化

5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展具有一定的特點，即開放性、高效性、智能性、靈活性等，因此應(yīng)該使用光傳送網(wǎng)的可支持軟件來將網(wǎng)絡(luò)的控制框架確定下來，進而實現(xiàn)優(yōu)化與升級網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)光傳送往將SDN功能引入時，其具有以下幾點優(yōu)勢：①引入集中控制，能夠提升控制平面智能化的決策能力；②利用網(wǎng)絡(luò)虛擬化和資源抽象技術(shù)等技術(shù)，可實現(xiàn)軟硬件的解耦；③通過使用標準化與開放性的接口能夠?qū)刂破鞯幕ヂ?lián)進行簡化運維管理；④通過開放性的網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用層接口，能夠?qū)崿F(xiàn)帶寬靈活提、光網(wǎng)絡(luò)VPN等新型定制化的業(yè)務(wù)要求（趙鑫,趙文玉,湯瑞,賴俊森.面向5G的光傳送網(wǎng)需求及挑戰(zhàn)[J].電信網(wǎng)技術(shù),2016,07:33-36）。

3 5G光傳送網(wǎng)所面臨的挑戰(zhàn)

（1）通過適當(dāng)?shù)倪x擇光的技術(shù)方案

按照以往的移動網(wǎng)絡(luò)自身承載需求，將光的傳送網(wǎng)分成前傳網(wǎng)絡(luò)、回傳網(wǎng)絡(luò)、回傳網(wǎng)絡(luò)。并對5G網(wǎng)未來發(fā)展的目標進行綜合性的分析和考量，在選擇傳輸方案時，是目前光傳輸網(wǎng)未來發(fā)展的一大挑戰(zhàn)，尤其是針對與前傳網(wǎng)來說，傳統(tǒng)的高密集型和大容量的無線無線傳輸方式不能達到5G網(wǎng)絡(luò)中光纖直驅(qū)模式的實際應(yīng)用；所以針對此現(xiàn)象，應(yīng)不斷完善和更顯光傳送往技術(shù)，進而才能更好的面對未來的挑戰(zhàn)（王志勤,余泉,潘振崗,張朝陽,范平志.5G架構(gòu)、技術(shù)與發(fā)展方式探析[J].電子產(chǎn)品世界,2016,01:14-17）。

（2）靈活與低時延功能方案

光纖物理鏈的路由會造成長距離光傳送網(wǎng)的時長，因此針對此問題應(yīng)該選擇優(yōu)質(zhì)的物理鏈的路由，降低處理的時延和光傳送網(wǎng)的傳輸性能，進而能夠促進5G的光傳送網(wǎng)能夠更好的適應(yīng)于未來社會發(fā)展的根本需求。和其他網(wǎng)絡(luò)的互動與協(xié)調(diào)。5G網(wǎng)絡(luò)承載網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中除了光傳輸網(wǎng)之外，會涉及到其他形式以及IP承載網(wǎng)，例如無線接入師承載網(wǎng)等一系列承載我那個，在實際工作的過程中相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)不同的承載網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)自身的互動互聯(lián)無障礙與分配功能兩部分功能，不斷改進和創(chuàng)新技術(shù)。

4 結(jié)束語

綜上所述，針對5G網(wǎng)絡(luò)未來的網(wǎng)絡(luò)框架和業(yè)務(wù)需求，光纖傳送往應(yīng)在靈活功能、大連接、高容量等多方面滿足于5G網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的根本需求。相應(yīng)的研發(fā)機構(gòu)應(yīng)不斷改進和創(chuàng)新傳送網(wǎng)技術(shù)，并不斷創(chuàng)新與完善使用5G光傳送網(wǎng)的功能，為5G光傳送網(wǎng)未來發(fā)展道路奠定堅實的基礎(chǔ)（劉吉成,宋瑜.2017-12-015G系統(tǒng)對本地傳送網(wǎng)的技術(shù)要求[J].數(shù)碼世界,2017,12:312-313）。