姚 京

（湖北郵電規(guī)劃設計有限公司，湖北 武漢 430000）

0 引 言

在網(wǎng)絡通信技術高速發(fā)展的時代，要想讓5G通信技術實現(xiàn)新的發(fā)展，就要不斷優(yōu)化傳輸網(wǎng)絡環(huán)境，從而推動5G通信技術的發(fā)展和應用。在5G移動通信傳輸網(wǎng)絡的建設過程中，應該在以往的網(wǎng)絡技術基礎上創(chuàng)建堅實的傳輸網(wǎng)絡環(huán)境，不斷優(yōu)化網(wǎng)絡技術構建，實現(xiàn)分組傳送網(wǎng)（Packet Transport Network，PTN）的逐步完善，讓網(wǎng)絡滿足時代和社會的發(fā)展需求。在發(fā)展5G通信技術的過程中，不斷創(chuàng)新技術、優(yōu)化建設思路，提升廣大用戶對網(wǎng)絡的使用體驗，提高運營商的服務質量，最終推動移動通信技術朝著更加穩(wěn)健的方向發(fā)展。在發(fā)展5G通信技術的過程中，要抓住5G網(wǎng)絡的構架核心（即由5G核心網(wǎng)、5G承載網(wǎng)、5G接入網(wǎng)組成），同時在構網(wǎng)方案上也有多種選擇，如非獨立組網(wǎng)方案和獨立組網(wǎng)方案。5G通信網(wǎng)絡的構建在非獨立組網(wǎng)和獨立組網(wǎng)階段都要滿足承載網(wǎng)的互通要求，從而實現(xiàn)5G基站的共享。

1 5G業(yè)務對承載網(wǎng)的需求

5G業(yè)務對承載網(wǎng)需求更大、要求更高，需要更優(yōu)良的承載網(wǎng)環(huán)境。通過分析5G業(yè)務對承載網(wǎng)的需求，可以為承載網(wǎng)的構架和優(yōu)化提供一定思路。省層面的運營商承載網(wǎng)一般是按核心層、匯聚層、接入層進行架設，為了滿足通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，要結合當下的移動通信業(yè)務量進行承載網(wǎng)架設。當前移動通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務量逐漸增多，給承載網(wǎng)帶來了極大的壓力。承載網(wǎng)要結合數(shù)據(jù)傳輸要求不斷演化，突破原有技術限制，從而優(yōu)化自身的功能。5G時代背景下，承載網(wǎng)架設正朝著低延時、高可靠性的方向發(fā)展。在5G數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境發(fā)生巨變的時代，數(shù)據(jù)的流向更加復雜，很多傳輸業(yè)務對延時性的要求極高，對承載網(wǎng)的構架也提出了新的要求[1]。5G網(wǎng)絡環(huán)境下，基站對回傳帶寬的需求大大增加，目前承載網(wǎng)絡的環(huán)境和容量都難以滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。同時，5G網(wǎng)絡環(huán)境下的其他業(yè)務對承載網(wǎng)也提出了更高的要求，如切片服務、大容量傳送、超低時延、快速開通以及SLA可承諾等。

2 4G/5G傳輸技術的分析

2.1 IPRAN技術

目前中國電信的4G網(wǎng)絡主要以IPRAN作為移動回傳業(yè)務的承載技術，通過分組傳送的方式，借助IP/MPLS協(xié)議和關鍵技術對移動業(yè)務的傳送提供3層IP，同時借助動態(tài)路由協(xié)議對業(yè)務分發(fā)標簽以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉發(fā)。IPRAN技術在實際的應用過程中可以完成網(wǎng)絡承載，同時也可以保證其他業(yè)務的有效開展，將網(wǎng)絡資源整合在一起，提升了網(wǎng)絡的運行效率。中國電信應用IPRAN有以下優(yōu)勢：網(wǎng)絡3層功能是完整且成熟的，其主要由路由器和交換機組構成，通過這兩個構件實現(xiàn)了IP信息的3層網(wǎng)絡架構，構成了3層數(shù)據(jù)轉發(fā)體系。同時這一技術的應用還形成了MPLS 3層功能、MPLS VPN功能和3層組播功能，業(yè)務十分靈活且具有較好的開發(fā)性和延展性。尤其是IPRAN還具有統(tǒng)計復用的功能，結合網(wǎng)絡需求對4G網(wǎng)絡承載網(wǎng)進行了擴容，滿足了業(yè)務增長的需求。從當下承載網(wǎng)的功能和環(huán)境來看，IPRAN要從多個方面進行優(yōu)化才能滿足大容量、低延時等網(wǎng)絡信息傳輸需求。為此，中國電信引入了新型IPRAN技術，并更新了設備。新型IPRAN技術在容量、寬帶傳輸、低延時性等方面都有明顯的優(yōu)勢，主要原因是引入了分段路由（Segment Routing，SR）和EVPN（Ethernet Virtual Private Network）技術[2]。全新的SR技術和新型IPRAN控制器結合在一起，在實際應用中可以結合業(yè)務需求和網(wǎng)絡環(huán)境對信息傳輸路徑進行動態(tài)調整和優(yōu)化，實現(xiàn)信息轉發(fā)業(yè)務的優(yōu)化和簡化，提升傳輸效率[3]。

2.2 PTN技術

中國移動選擇的4G回傳業(yè)務承載技術是分組傳送技術，應用分組傳送技術實現(xiàn)信息的傳輸。其中信息的傳輸以以太網(wǎng)傳輸為基礎，通過兩層傳輸通道PTN對信息路徑進行分類，PTN通道的信息傳送是透明的，其傳輸路徑和信息標簽都是非動態(tài)的。在PTN網(wǎng)中，中國移動主要應用MPLS-TP技術。PTN網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸效率高、容量大且安全性較高，傳輸業(yè)務簡單明了，省去了很多傳輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)，不需要借助復雜的IP功能和命令也能將控制層和客戶分離出來實現(xiàn)單獨運行，能夠滿足多種傳輸業(yè)務的承載需求。5G網(wǎng)絡環(huán)境對基站間的信息交換、大量信息的傳輸連接、低延時等要求較高，在技術優(yōu)化路徑上要減少以往網(wǎng)絡中的控制面、信息傳輸路徑。PTN網(wǎng)絡在性能和容量上不能滿足業(yè)務傳輸需求，中國移動為了突破5G網(wǎng)絡建設的阻礙，在PTN網(wǎng)絡的基礎上引入了切片分組網(wǎng)（Slicing Packet Network，SPN）技術。新型切片分組網(wǎng)技術仍舊以以太網(wǎng)作為信息傳輸?shù)闹饕獦嫾?，具有前傳、中傳和回傳的功能，其核心和中國電信一樣，也是引入了SR技術，但同時也引入了FlexE接口、切片通道層（Slicing Packet Layer，SCL）網(wǎng)絡技術等[4]。SCL網(wǎng)絡技術的應用打開了網(wǎng)絡、切片業(yè)務提供端到端的通道，明顯降低了信息傳輸?shù)臅r延且支持網(wǎng)絡的重組和切片，可以滿足5G的低時延等需求。SPN網(wǎng)絡技術是在PTN傳輸技術的基礎上進行創(chuàng)新和拓展，滿足了5G通信網(wǎng)絡的多個要求。借助FlexE技術對網(wǎng)絡進行切分，構建獨立的網(wǎng)絡端口，打通業(yè)務傳輸?shù)目焖偻ǖ?，在端口捆綁和時隙交叉技術的應用下滿足多項業(yè)務的同時運行需求，提升了信息傳輸?shù)男Ч鸞5]。

3 5G承載網(wǎng)構建面臨的挑戰(zhàn)

3.1 帶寬需求

和4G網(wǎng)絡基站相比，5G網(wǎng)絡基站要處理的信息數(shù)量極其龐大。為了處理這些龐大的信息，需要增擴網(wǎng)絡容量。對于當下網(wǎng)絡接入層來說，龐大的信息量需要更大的寬帶。通過搭建5G網(wǎng)絡的承載網(wǎng)，在寬帶的規(guī)劃上要盡量考慮無線網(wǎng)絡的需求，從而提升基站的適應性和容量。

3.2 連接需求

優(yōu)化5G網(wǎng)絡的承載網(wǎng)，首先要突破連接技術。5G網(wǎng)絡引入了超密集組網(wǎng)技術，基站密度極高。超密集組網(wǎng)技術提升了基站間的協(xié)同能力，使5G網(wǎng)絡的信息流量大大提升，其核心網(wǎng)絡在信息儲存和處理上更靠近無線側，導致信息流量進一步加大。目前的網(wǎng)絡環(huán)境已經(jīng)難以滿足5G網(wǎng)絡的需求，要結合實際情況優(yōu)化和調整網(wǎng)絡構架。

3.3 網(wǎng)絡切片功能

在5G業(yè)務數(shù)量激增的背景下，要想滿足用戶不同的業(yè)務場景需求，就要創(chuàng)新網(wǎng)絡環(huán)境和功能，通過網(wǎng)絡切片實現(xiàn)多個業(yè)務場景劃分。在構架5G網(wǎng)絡的過程中，要在現(xiàn)有網(wǎng)絡技術的基礎上對網(wǎng)絡功能進行優(yōu)化，構建切片化的運營環(huán)境，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡信息的共享。

4 5G時代承載網(wǎng)的建設思路

在發(fā)展5G網(wǎng)絡的過程中，2G、3G、4G網(wǎng)絡將會并存且會持續(xù)一段時間。即便后期5G網(wǎng)絡發(fā)展成熟，4G和5G網(wǎng)絡也會長期并存，并實現(xiàn)協(xié)調發(fā)展。在承載網(wǎng)的建設過程中，結合實際業(yè)務流量和類型推算建設要點，在保證一定建設效益的同時推動5G網(wǎng)絡的發(fā)展。當然5G網(wǎng)絡的建設也會經(jīng)歷一個長期過程，需要循序漸進的推進，初期以適度超前建設為主，中后期以穩(wěn)定發(fā)展為主。

4.1 網(wǎng)絡結構

5G承載網(wǎng)是網(wǎng)絡體系中的基礎網(wǎng)，是無線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)連接的橋梁，可以滿足網(wǎng)絡連接的調度需求，為組網(wǎng)實施保護并實現(xiàn)網(wǎng)絡的控制，同時還為網(wǎng)絡的運行提供了大帶寬、低時延、高同步等方面的保障。5G承載網(wǎng)具備差異化的網(wǎng)絡切片性能，網(wǎng)絡切片的設置涉及面廣，要連接終端、無線等，并要實現(xiàn)協(xié)同管控。通過資源切片，管理控制平面的切片能為5G業(yè)務提供差異化的協(xié)議保障服務。承載網(wǎng)可以按照省級骨干網(wǎng)、省內核心層、匯聚層以及接入層進行構架。省級骨干網(wǎng)由運營商集團進行規(guī)劃架設，核心網(wǎng)采用口字形進行組網(wǎng)，其他層采用環(huán)形結構進行組網(wǎng)。接入網(wǎng)在組網(wǎng)過程中受到現(xiàn)實因素的限制不能控制時，可以采用環(huán)帶鏈的形式進行組網(wǎng)。

4.2 帶寬規(guī)劃

5G帶寬規(guī)劃主要有分布式接入網(wǎng)和集中式接入網(wǎng)，而分布式接入網(wǎng)又分為大、中、小3種規(guī)劃模式。分布式接入網(wǎng)大型規(guī)模要借助集中單元（Centralized Unit，CU)云化和分布單元（Distributed Unit，DU）池化集中部署；集中式接入網(wǎng)的應用一般較少，單基站峰值帶寬為10 Gb/s。回傳網(wǎng)絡要結合基站進行規(guī)劃，要保證基站在達到傳輸峰值時仍舊可以運行，其中由于不同地區(qū)的流量不同，因此還要進行差異性規(guī)劃。對于傳輸業(yè)務流量較大的區(qū)域，可以采用50GE接入環(huán)，且每一個接入環(huán)都要設計20～30個共享基站；對于傳輸業(yè)務流量較低的地區(qū)，可以采用10GE的接入環(huán)，每一個接入環(huán)設置10個左右的共享基站即可滿足業(yè)務需求。在規(guī)劃接入環(huán)時，要將其和無線網(wǎng)緊密連接在一起，從而合理預測流量，并提升網(wǎng)絡的可擴展性。

4.3 時間同步

由于4G網(wǎng)絡的時間同步性能指標已經(jīng)無法滿足5G建網(wǎng)需求，因此提升時間同步精度也是5G承載網(wǎng)建設的基本要求之一。在時間同步網(wǎng)絡的規(guī)劃上，可以結合業(yè)務需求應用時間源設備下沉方案控制時間源，同時將其部署在匯聚層邊緣，進而提升時間同步精度。

5 結 論

綜上所述，5G網(wǎng)絡建設仍需一段時間才能逐漸成熟。隨著5G承載網(wǎng)的不斷優(yōu)化演進，綜合考慮建設成本和網(wǎng)絡發(fā)展需求采用更加經(jīng)濟合理的承載網(wǎng)技術，對于推進5G的建設起到至關重要的作用。