王 鵬

（中國電信集團(tuán)有限公司山西分公司，山西 太原 030006）

文章在結(jié)合5H承載網(wǎng)建設(shè)實際需要的基礎(chǔ)上，探究各項措施的具體內(nèi)容，以求為我國5G建設(shè)實踐提供理論借鑒。

1 5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架對承載網(wǎng)構(gòu)架的影響

關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對承載網(wǎng)架構(gòu)影響的分析，主要是通過總結(jié)相關(guān)知識內(nèi)容，在分析5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變化的基礎(chǔ)上了解產(chǎn)生的實際影響。承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)影響的分析可以作為承載網(wǎng)建設(shè)的依據(jù)，從而為相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用提供引導(dǎo)。對于后續(xù)內(nèi)容的研究來說，承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)影響分析同樣也是最基礎(chǔ)的內(nèi)容，這將對夯實探究基礎(chǔ)起到積極作用。影響內(nèi)容詳情如下：

1.1 基于核心網(wǎng)云化和虛擬化部署的影響分析

相較于4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來說，5G作出了許多改進(jìn)和變化，其中最重要的部分當(dāng)屬核心網(wǎng)云化和虛擬化部署。在核心網(wǎng)云化和虛擬化部署的作用下，控制面和用戶免逐漸分離，并且用戶免分離下沉的過程中，整體運作模式也從以往的集中式轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚⑹?，實體內(nèi)容也分離成多個虛擬網(wǎng)源，而這一切都?xì)w功于虛擬化技術(shù)的應(yīng)用。另外，云化部署還會在很大程度上較少最終掩飾，進(jìn)而對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的推廣起到優(yōu)化作用。

1.2 基于無線接入網(wǎng)C-RAN的影響分析

5G架構(gòu)對C-RAN會產(chǎn)生積極影響，在以往的3G或4G時代，C-RAN的應(yīng)用會導(dǎo)致成本提高，并且誒在抗干擾和能耗方面存在一定的問題。不過在大規(guī)模的推廣和應(yīng)用后，C-RAN結(jié)構(gòu)可以對無線資源形成有效的管理。尤其是在移動邊緣計算機技術(shù)的使用下，規(guī)模部署和無線資源管理都得到了滿足。再加上硬件和軟件解碼技術(shù)的不斷發(fā)展，無線網(wǎng)的整體軟件化能力也顯著增強。不過需要注意的是，整個承載網(wǎng)絡(luò)的靈敏度要求依然比較高。

1.3 基于基站密度的影響分析

5G技術(shù)在使用過程中使用的頻譜和以往有所差別，雖然全新頻譜的覆蓋距離相對較短，但是卻可以更好的滿足基站需求。不過由此也能認(rèn)識到，5G需要的基站也會相應(yīng)增多。另外，在部分熱點高、容量多的地區(qū)布置組網(wǎng)時，組網(wǎng)密集程度也會愈發(fā)提高，否則就難以實現(xiàn)加強核心業(yè)務(wù)的發(fā)展。當(dāng)基站密度提高以后，回傳網(wǎng)的運行方式也會呈現(xiàn)出扁平化的特征。在前傳網(wǎng)絡(luò)需求得到滿足的情況下，還需要下移光纖，這樣才能給更多承載節(jié)點的部署提供便利。在細(xì)節(jié)方面，可以發(fā)現(xiàn)這些建設(shè)環(huán)節(jié)會導(dǎo)致無線設(shè)備成本的增加。前傳方案的優(yōu)化并不代表5G技術(shù)對C-RAN等承載方案的最終有效優(yōu)化，還需要快速轉(zhuǎn)發(fā)、高精度同步等有關(guān)方案內(nèi)容的研究支持，才能借助5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化C-RAN等承載方案。

2 5G承載網(wǎng)的具體需求

結(jié)合相關(guān)研究及調(diào)查報告顯示，我國在5G承載網(wǎng)建設(shè)發(fā)展技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到一定水平，而且5G技術(shù)的應(yīng)用也在承載網(wǎng)建設(shè)方面發(fā)揮著積極作用。為了對5G技術(shù)組網(wǎng)模式形成全面的認(rèn)識，文章將從5G網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)、組網(wǎng)架構(gòu)兩個方面進(jìn)行分析。

2.1 5G網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)剖析

就5G網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)來說，通常邏輯架構(gòu)的設(shè)計分為三個層面，接入云、控制云、轉(zhuǎn)發(fā)云。無線接入云要求具有靈活組網(wǎng)的特征。此外，接入云要支持多種場景下的部署，能夠妥善管理和協(xié)調(diào)接入資源，可以實現(xiàn)接入控制和承載分離；控制云有兩方面的要求，一方面是智能開放，另一方面則是理想的效用和成本?？刂圃频墓δ苤饕羌谢W(wǎng)絡(luò)控制，而且在網(wǎng)元功能軟件化、虛擬化方面有重要作用；轉(zhuǎn)發(fā)云的主要功能是玻璃控制和近基站轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)前轉(zhuǎn)發(fā)云除了有轉(zhuǎn)發(fā)能力以外，還擁有一定的業(yè)務(wù)能力。

2.2 5G承載網(wǎng)的組網(wǎng)架構(gòu)

相較于4G組網(wǎng)結(jié)構(gòu)來說，5G組成已經(jīng)從兩級結(jié)構(gòu)發(fā)展至三級結(jié)構(gòu)，5G組網(wǎng)結(jié)構(gòu)為AAU/DU/CU三級。AAU指的是有源天線處理單元，CU則是無線高層協(xié)議棧功能，不顧需要注意的是，這種協(xié)議棧功能這能在非實時的前提下發(fā)生作用。此外，在功能方面，其支持部分核心網(wǎng)業(yè)務(wù)的下沉。最后，DU可以再實現(xiàn)物理層功能的同時滿足部分實時性需求。

3 5G承載技術(shù)及方案應(yīng)用

3.1 前傳承載方案

（1）光纖直聯(lián)方案。顧名思義，在光線直聯(lián)方案中，所有蘇仙設(shè)備AAU都將與DU進(jìn)行光纖直聯(lián)。這種方案的實現(xiàn)方式相對簡單，但卻也存在明顯的弊端，即直聯(lián)光纖方案需要消耗大量的光纖資源。以5G承載網(wǎng)建設(shè)實際來看，即使是在5G網(wǎng)絡(luò)初期，一個5G基站3個Cell，這樣就需要至少三根雙向單纖。若是在4G/5G共站的情況下，基站還需要考慮4G設(shè)置尾纖。另外，隨著5G的不斷成熟，消耗的光纖資源也會相應(yīng)增加，據(jù)相關(guān)調(diào)查報告估計，5G完全成熟狀態(tài)，使用的光纖量將達(dá)到4G的十余倍。

（2）無源WDM方案。無緣WDM方案的實施需要在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的AAU和DU上安裝彩光模塊，這樣就能利用少量光纖實現(xiàn)AAU和DU的連接。當(dāng)然，任何方案都達(dá)不到完美的狀態(tài)。即使無緣WDM方案在成本上有優(yōu)勢，但同樣存在明顯的缺點。首先是信息傳輸方面，WDM方案的波長道數(shù)有所限制；波道的管理和規(guī)劃難以設(shè)計和實施；故障定位難以實現(xiàn)智能化、維護(hù)成本極高。

（3）有源OTN方案。有源OTN方案在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)中要配置相應(yīng)的城域OTN/WDM設(shè)備，這是因為前傳信號共享光纖資源需要WDM的支持，OTN則是用于管理和保護(hù)。首先分析該方案的優(yōu)勢，其優(yōu)勢在于組網(wǎng)靈活，可用于不同規(guī)模。不同類型的組網(wǎng)；其次，該組網(wǎng)方案可以提供大寬帶和可觀的單通道速率，單通道速率最高可到達(dá)200G；此外，無論是4G還是5G制式前傳，都可以在OTN方案中得到兼容；最后，該方案能夠承載多種業(yè)務(wù)，安全性和可靠性方面也有一定的優(yōu)越性。不過OTN方案最突出的劣勢就是成本，不過隨著信息技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，該方案在未來可以通過可插拔光模塊等技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

（4）光源集中無源DWDM方案。光源集中無源DWDM方案的具體內(nèi)容是在CO集中設(shè)置光源，再向AAU和RRU等無緣模塊節(jié)點輸送未調(diào)制直流光信號。當(dāng)無緣模塊接收且調(diào)制直流光信號后，可以返回到CO節(jié)點實施業(yè)務(wù)上行。至于光源集中無源DWDM方案的優(yōu)缺點，則分別為成本低下、性能優(yōu)化效果顯著；缺點是在降低延時方面缺乏有效措施。

（5）超低時延OTN。降低時延的重要性不言而喻，OTN時延優(yōu)化措施主要通過這兩個方面實現(xiàn)時延優(yōu)化、一個是優(yōu)化非必要功能模塊和FIFO緩存；另一個是優(yōu)化OTN成幀結(jié)構(gòu)和映射封裝方式?？偟膩碚f，在各項5G前傳方案中，比較適合在光纖資源區(qū)域應(yīng)用的是直聯(lián)技術(shù)，其他方案則適合用于不同狀況的光纖資源匱乏區(qū)域。

3.2 中傳/回傳承載方案

就目前來說，主要的中傳、回傳承載方案都是在OTN技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計，這是因為OTN技術(shù)的組網(wǎng)方案靈活、成本相對較低、運行維護(hù)及可靠性方面都比較理想。其中比較常見的就是增強型組網(wǎng)方案，分組增強組網(wǎng)方案在OTN的技術(shù)基礎(chǔ)上還引入了無線接入網(wǎng)IP化，最終架構(gòu)起OTN+IPRAN組網(wǎng)方案。就該組網(wǎng)方案來說，中傳網(wǎng)絡(luò)主要依靠增強型OTN方案實現(xiàn)?；貍鲃t需要依靠FlexE技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)切片和物理隔離。

3.3 中國三大運營商5G承載方案

5G時代潮流浩浩湯湯，作為我國通信產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)頭羊，三大運營商在5G承載方案的建設(shè)方面已經(jīng)實驗和總結(jié)了兩種方案。第一種是上文提到的分組增強性O(shè)TN，另一種方案則是端到端分組增強性O(shè)TN/STN2.0。從實際上來說，三大運營商選擇的5G承載方案都能滿足自身網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需要，且用戶角度基本不會出現(xiàn)因承載方案問題導(dǎo)致的服務(wù)差異。運營商在承載網(wǎng)建設(shè)過程中，可以根據(jù)區(qū)域和業(yè)務(wù)需要合理選擇承載方案。

4 結(jié)束語

5G時代終將來臨，5G與我們生活的聯(lián)系也逐漸緊密起來。就目前來說，OTN已經(jīng)可以滿足5G對承載網(wǎng)的實際需要。文章通過對OTN有關(guān)的5G承載網(wǎng)組網(wǎng)方案進(jìn)行研究和對比，希望能夠?qū)?G移動通信網(wǎng)絡(luò)的承載網(wǎng)建設(shè)起到一定的作用。