同信通信股份有限公司 高 輝 田 野

隨著5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突破，各種新型應(yīng)用技術(shù)得以飛速發(fā)展。為了更好地滿足廣大用戶的需求，針對5G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特性的諸多傳送網(wǎng)方案和關(guān)鍵技術(shù)正在不斷地完善和改進(jìn)當(dāng)中。5G網(wǎng)絡(luò)具有大寬帶、高容量、低延時(shí)、高可靠、靈活化和智能化等優(yōu)勢，可以高效滿足廣大用戶的基本需求。本文根據(jù)5G傳送網(wǎng)的技術(shù)特性和用戶功能需求，對5G傳送網(wǎng)方案和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。

1 5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)特性

5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度可以達(dá)到4G的一百倍，可以給予用戶更加良好的服務(wù)體驗(yàn)。5G的速度和低延遲可以在任何行業(yè)上發(fā)揮重要的作用。在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將是未來的主要發(fā)展方向。

2 5G傳送網(wǎng)功能需求

5G傳送網(wǎng)絡(luò)的基本網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架可以滿足覆蓋范圍大、低延時(shí)、高容量的熱點(diǎn)、低功耗及可靠性等方面的需求。傳輸網(wǎng)布置在5G網(wǎng)絡(luò)的控制面和轉(zhuǎn)發(fā)面之間。未來各行業(yè)對于信息的傳輸和處理要求會越來越高，5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理的可靠性高，其自身具備靈活性可在各行業(yè)有更好的應(yīng)用效果。

2.1 大帶寬和高容量

5G網(wǎng)絡(luò)處理數(shù)據(jù)速度雖然快，但是面對用戶的大量增長，數(shù)據(jù)處理緩慢、數(shù)據(jù)長久積累造成的網(wǎng)絡(luò)擁堵，5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具備大寬帶、大容量的承載能力。5G網(wǎng)絡(luò)通過進(jìn)一步擴(kuò)大自身的信息容量，以滿足人們的使用要求。

2.2 低時(shí)延

低延時(shí)是5G網(wǎng)絡(luò)的重要特征，可以完美地與物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。為了提高信息的傳輸效率，可以對基礎(chǔ)設(shè)備和光纖傳輸兩個部分進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在傳輸路徑時(shí)根據(jù)具體場景和要求選擇最優(yōu)路徑。

2.3 靈活化

5G網(wǎng)絡(luò)具備的靈活性決定了其豐富的服務(wù)類型，根據(jù)應(yīng)用場景的需求提供及時(shí)、靈活的寬帶服務(wù)。5G光傳送網(wǎng)絡(luò)方案需要靈活的網(wǎng)格、可變收發(fā)器和電交叉技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)靈活性的需求。

2.4 智能化

5G網(wǎng)絡(luò)的智能化可以用于與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、AI相結(jié)合應(yīng)用場景，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化和升級。智能化體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①智能化集中控制能力的提升；②實(shí)現(xiàn)軟件和硬件的低耦合性；③提升接口互聯(lián)和管理；④靈活實(shí)現(xiàn)接口業(yè)務(wù)需求。

3 5G光傳送網(wǎng)解決方案

如圖1所示，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括前傳、中傳、回傳和核心網(wǎng)。

圖1 5G光傳送網(wǎng)

3.1 5G前傳網(wǎng)絡(luò)解決方案

（1）光纖直驅(qū)

光纖直驅(qū)方案容易部署、時(shí)延低、成本低，但是對于光纖的消耗較高。光纖直驅(qū)方案適用于光纖資源豐富、基帶處理單元和分布單元規(guī)模較小的集中場景。

（2）無源波分方案

無源波分方案在AAU/DU部署彩光模塊，可以使用1~2芯光纖完成數(shù)據(jù)傳輸。無源波分方案對光纖的消耗不高，但是該方案規(guī)劃、管理和維護(hù)機(jī)制都不完善，在發(fā)生故障時(shí)不容易定位。

（3）PON方案

PON方案在原有PON網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上升級，可以節(jié)約光纖資源。原有的站點(diǎn)分布廣泛且密集，PON網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行復(fù)用可以在短時(shí)間內(nèi)完成5G前傳網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，且滿足低延時(shí)。

（4）OTN方案

OTN方案在OTN設(shè)備對接灰光接口，復(fù)用前傳信號的波分實(shí)現(xiàn)節(jié)約光纖，該方案對于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理和維護(hù)較為完善，可以滿足無線接入網(wǎng)回傳和其他固網(wǎng)業(yè)務(wù)的承載。

3.2 5G中傳網(wǎng)和回傳網(wǎng)絡(luò)解決方案

中傳指DU連接CU部分，而回傳是CU和核心網(wǎng)之間的通信承載。5G中傳網(wǎng)和回傳網(wǎng)絡(luò)解決方案可以統(tǒng)一采用DC+IPRAN云網(wǎng)一體承載，圖2所示。

圖2 IPRAN網(wǎng)絡(luò)承載演進(jìn)架構(gòu)圖

IPRAN的基礎(chǔ)承載方案是在匯聚接入層引入分組增強(qiáng)型OTN設(shè)備，OTN設(shè)備將與IPRAN設(shè)備進(jìn)行對接。IPRAN在基礎(chǔ)承載方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行增強(qiáng)，引進(jìn)了SDN、FlexE、SP等技術(shù)，以應(yīng)對5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬、低時(shí)延和高可靠的業(yè)務(wù)需求，以及DC化的承載需求。

4 5G傳送網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

4.1 大帶寬技術(shù)

大寬帶技術(shù)的應(yīng)用可以滿足5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男枨蟆Ｔ谟布O(shè)備優(yōu)先采用光纖作為5G網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)耐ǖ?，由路由器之間通過光纖連接，路由器集中承載、調(diào)度、傳送。在一些場景復(fù)雜的環(huán)境下，可以采用前傳SPN彩光進(jìn)行承載。

4.2 低時(shí)延技術(shù)

低延時(shí)技術(shù)對直播、證券報(bào)價(jià)、社交類軟件等數(shù)據(jù)處理具有重要的意義。在確保硬件磁盤和操作減低延遲的通時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)可以優(yōu)化數(shù)據(jù)的可靠性、吞吐量、容錯等。應(yīng)用部署采用成熟的低延遲架構(gòu)完善系統(tǒng)的擴(kuò)展性、開放性，主要采用分布式、微服務(wù)、MQ消息隊(duì)列等技術(shù)，圖3以控制車輛制動系統(tǒng)為例展示了5G低延遲的優(yōu)勢。

圖3 低延遲架構(gòu)展示

4.3 靈活連接技術(shù)

5G業(yè)務(wù)可以實(shí)現(xiàn)流量的多向化，所以需要靈活的連接技術(shù)。SPN網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)連接穩(wěn)定性與多樣性，對于后期的運(yùn)行管理、維護(hù)也相對容易。在接入層建立靈活可靠的連接，共享流量資源并轉(zhuǎn)發(fā)可以減少寬帶消耗和時(shí)延，提高傳輸效率。

4.4 網(wǎng)絡(luò)分片技術(shù)

對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切割分片可以實(shí)現(xiàn)更多的業(yè)務(wù)處理。將業(yè)務(wù)部署在網(wǎng)絡(luò)層，實(shí)現(xiàn)物理層和業(yè)務(wù)層的解耦。通過對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加，區(qū)域鏈網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)更多的交易，使得網(wǎng)絡(luò)具備可擴(kuò)展性。

4.5 超高精度時(shí)間同步技術(shù)

超高精度時(shí)間同步技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星定位、高穩(wěn)定頻率源等領(lǐng)域的發(fā)展。5G網(wǎng)絡(luò)對于傳輸網(wǎng)的時(shí)間同步要求在200ns以內(nèi)，因此對時(shí)間服務(wù)器和終端、設(shè)備的延精度有著極高的要求。

4.6 SDN統(tǒng)一管控技術(shù)

建設(shè)統(tǒng)一的管控平臺可以有效處理5G傳輸網(wǎng)到設(shè)備之間的復(fù)雜情況，實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理和維護(hù)的日常工作，提高設(shè)備的工作效率，節(jié)約人力物力資源。統(tǒng)一管控技術(shù)可以對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制，需要平臺具備良好的兼容性。

結(jié)論：5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展促進(jìn)了國家和社會的發(fā)展，給予用戶良好的體驗(yàn)。本文根據(jù)5G網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和用戶需求對傳送網(wǎng)方案和技術(shù)進(jìn)行研究。目前5G傳送網(wǎng)建設(shè)方案和關(guān)鍵技術(shù)正在不斷地完善和改進(jìn)，相信未來5G網(wǎng)絡(luò)傳輸會有更加穩(wěn)定、適合的傳輸網(wǎng)技術(shù)。