陸震，隋建凱

（1.中郵建技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210012；2.中國(guó)電信股份有限公司江蘇分公司，江蘇 南京 210037）

5G承載需求取決于5G業(yè)務(wù)及5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變化。其中，5G業(yè)務(wù)需求直接影響承載網(wǎng)的技術(shù)指標(biāo)，如帶寬、時(shí)延和時(shí)鐘精度等?，F(xiàn)有技術(shù)包括：分組傳送網(wǎng)絡(luò)（PTN），基于IP的無線接入網(wǎng)絡(luò)（IPRAN），光傳送網(wǎng)絡(luò)（OTN）等，5G無線網(wǎng)和核心網(wǎng)的架構(gòu)變化則引發(fā)了相應(yīng)的傳輸網(wǎng)架構(gòu)變化，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能提出新要求，包括網(wǎng)絡(luò)切片、增強(qiáng)路由轉(zhuǎn)發(fā)功能等需要新的技術(shù)系統(tǒng)。

1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)

5G網(wǎng)絡(luò)引入了大帶寬和低時(shí)延的應(yīng)用，需要對(duì)RAN（無線接入網(wǎng)）體系架構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。5G RAN網(wǎng)絡(luò)將從4G/LTE網(wǎng)絡(luò)的BBU（基帶單元）、RRU兩級(jí)結(jié)構(gòu)將演進(jìn)到CU、DU和AAU三級(jí)結(jié)構(gòu)，隨著MEC的引入，NFV將部署在網(wǎng)絡(luò)切片和核心網(wǎng)絡(luò)中，這種新模型將使傳輸網(wǎng)絡(luò)成為云和數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，如圖1。

圖1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)演進(jìn)示意圖

2 適應(yīng)5G的傳送網(wǎng)承載方案

5G 承載網(wǎng)絡(luò)由前傳、中傳、回傳三部分組成。5G承載網(wǎng)的不同部分，均以南北向流量為主，東西向流量占比較少。5G業(yè)務(wù)存在大帶寬、低時(shí)延的需求，光傳送網(wǎng)提供的大帶寬、低時(shí)延、一跳直達(dá)的承載能力，具備天然優(yōu)勢(shì)，如圖2。

圖2 5G端到端承載網(wǎng)示意圖

2.1 前傳網(wǎng)絡(luò)

前傳網(wǎng)絡(luò)是RRU和DU之間的網(wǎng)絡(luò)。滿足低延遲要求并支持eCPRI。由于每個(gè)RRU只屬于一個(gè)DU，因此采用對(duì)等業(yè)務(wù)模型。由于DU更接近RRU，因此主要使用傳光纖直連模式，使用少量有源設(shè)備。RRU與DU之間的距離在2～5km。

2.2 中傳網(wǎng)絡(luò)

中傳網(wǎng)絡(luò)是DU和CU之間的網(wǎng)絡(luò)。中傳網(wǎng)絡(luò)為非實(shí)時(shí)服務(wù)提供合理的低延遲，并支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用。當(dāng)CU以集中方式部署時(shí)，需要考慮負(fù)載平衡和直連容災(zāi)要求。因此，需要在DU和CU之間支持多點(diǎn)到多點(diǎn)服務(wù)模型。在設(shè)備被調(diào)制之后，將存在中間傳輸網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)復(fù)用要求，這類似于回傳網(wǎng)絡(luò)的要求。DU和CU之間的距離大約在10～40km。

2.3 回傳網(wǎng)絡(luò)

回傳網(wǎng)絡(luò)是指CU與核心網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)絡(luò)。密集波分復(fù)用技術(shù)是滿足不斷增長(zhǎng)的帶寬需求。在5G時(shí)代，MEC需要部署到CU端，因此回傳網(wǎng)絡(luò)需要提供靈活的網(wǎng)絡(luò)連接并支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用，這使用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)服務(wù)模型。CU與核心網(wǎng)絡(luò)之間的距離可以大于80km。

3 SPN技術(shù)架構(gòu)

5G主要技術(shù)解決方案：L3 OTN，OTN上升級(jí)PTN/IPRAN，以及切片分組網(wǎng)絡(luò)（SPN）。L3 OTN解決方案支持OTN靈活的光傳輸網(wǎng)絡(luò)（FlexO）功能，實(shí)現(xiàn)靈活的帶寬能力，并增加L3功能，包括統(tǒng)計(jì)復(fù)用，水平轉(zhuǎn)發(fā)和虛擬專用網(wǎng)（VPN），以滿足5G的高效靈活連接。需求方面，新的OTN解決方案需要新的芯片來滿足低延遲和高精度時(shí)間同步要求。OTN解決方案上的PTN/IPRAN旨在通過兩套設(shè)備滿足新的需求。同時(shí)，為了滿足高容量，低延遲和高精度的時(shí)間同步，PTN，IPRAN和OTN需要新的平臺(tái)，新設(shè)備和硬件升級(jí)。支持靈活的以太網(wǎng)（FlexE），分段路由（SR）和軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）。

SPN結(jié)合了以太網(wǎng)和時(shí)分多路復(fù)用（TDM）技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可確保有效的承載，安全性和服務(wù)質(zhì)量，并支持切片功能。同時(shí)，它引入了面向傳輸?shù)姆侄温酚杉夹g(shù)（SR-TP）和SDN來實(shí)現(xiàn)新的動(dòng)態(tài)路由功能和長(zhǎng)距離成本優(yōu)化。

3種方案都需要芯片、設(shè)備的更新，并非簡(jiǎn)單升級(jí)就能支持。通過分析，SPN解決方案基于通用的以太網(wǎng)進(jìn)行TDM切片創(chuàng)新，并支持面向傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)分段技術(shù)（SE-TP），以實(shí)現(xiàn)高效的傳輸，連接和監(jiān)控，并增加了SR-TP。支持靈活連接和SDN統(tǒng)一管理和控制，可滿足端到端5G傳輸要求?；诮?jīng)濟(jì)高效的以太網(wǎng)行業(yè)創(chuàng)新，SPN通過一套設(shè)備實(shí)現(xiàn)傳輸，滿足各種傳輸要求，更易于管理和操作，并與現(xiàn)有的PTN傳輸網(wǎng)絡(luò)兼容。它是5G傳輸?shù)氖走x解決方案。

4 SDN統(tǒng)一管理

SDN統(tǒng)一管理和控制是5G傳輸?shù)谋剡x項(xiàng)，并將整合到整個(gè)業(yè)務(wù)流程管理中，實(shí)現(xiàn)管理南向和北向接口。

SDN可以概括為網(wǎng)絡(luò)集中控制，設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)/控制分離和網(wǎng)絡(luò)開放可編程。SDN定義了服務(wù)協(xié)作層，網(wǎng)絡(luò)控制層和設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)層的三層體系結(jié)構(gòu)，以提高網(wǎng)絡(luò)可編程性。標(biāo)準(zhǔn)的南向和北向接口可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的高效調(diào)度，并提供網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新平臺(tái)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)智能。

域控制器分別管理域中的設(shè)備和連接，超級(jí)控制器管理域之間的調(diào)度，然后通過協(xié)同實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域的業(yè)務(wù)調(diào)度和端到端管理。

下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)提出了新的要求和挑戰(zhàn)，并且需要新的傳輸系統(tǒng)。SPN是5G的新型傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)。其轉(zhuǎn)發(fā)平面基于DWDM的SE上的SR-TP，控制平面采用SDN。它在物理層，鏈路層和轉(zhuǎn)發(fā)控制層采用創(chuàng)新技術(shù)，在光層采用低成本，高速模塊可以滿足5G和未來傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求，是一種更適合的5G傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。