摘要：5G承載網(wǎng)是無線網(wǎng)與核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接基礎(chǔ)，它具備超大帶寬、超低時延和靈活智能的特點。IUV-5G作為先進的虛擬網(wǎng)絡(luò)仿真工具，為5G承載網(wǎng)的研發(fā)、規(guī)劃、部署、優(yōu)化和運維提供了有力支持。文章聚焦于IUV-5G承載網(wǎng)的應(yīng)用與配置，探討承載網(wǎng)的配置要點，旨在為5G網(wǎng)絡(luò)部署與優(yōu)化提供參考。

關(guān)鍵詞：IUV-5G；承載網(wǎng)；靈活以太網(wǎng)；電交叉；穿通

中圖分類號：TN915 文獻標志碼：A

0 引言

5G承載網(wǎng)是5G網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，它負責將5G基站產(chǎn)生的數(shù)據(jù)高效、可靠地傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)，同時將核心網(wǎng)下發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?G基站［1-2］。當下，5G承載網(wǎng)研究現(xiàn)狀呈現(xiàn)出技術(shù)發(fā)展迅速、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化和應(yīng)用場景豐富的特點［3］。隨著5G技術(shù)的不斷發(fā)展，云網(wǎng)融合、網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)能效等問題日益凸顯。如何提高5G承載網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能與安全，降低運營成本，已成為業(yè)界關(guān)注的焦點。

本文結(jié)合IUV-5G虛擬仿真軟件，介紹了電交叉、靈活以太網(wǎng)（Flexible Ethernet，F(xiàn)lexE）和穿通3種承載網(wǎng)連接技術(shù)。本文對3種連接方式的設(shè)備放置、數(shù)據(jù)配置和驗證方法進行了介紹。

1 承載網(wǎng)常用技術(shù)

1.1 電交叉連接

電交叉連接可以根據(jù)需要將不同輸入信號靈活地連接到不同端口，從而實現(xiàn)信號的調(diào)度和傳輸［4］。該技術(shù)通過信號輸入、交叉連接和信號輸出等步驟，動態(tài)地調(diào)整信號路由，進而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的靈活調(diào)度和高效傳輸。

1.2 FLexE技術(shù)

FlexE是一種新型的以太網(wǎng)傳輸技術(shù)，其核心機制主要包括時間片劃分、容量映射、靈活帶寬配置以及時鐘同步等。該技術(shù)支持任意多個不同子接口在任意一組物理層上映射和傳輸，從而實現(xiàn)捆綁、通道化及子速率等功能。

1.3 穿通技術(shù)

在承載網(wǎng)中，穿通技術(shù)指的是數(shù)據(jù)或信號從一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點穿透到另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，而不需要在中間節(jié)點進行復(fù)雜的處理或轉(zhuǎn)換［5］。該技術(shù)能夠確保數(shù)據(jù)快速且準確地傳輸，同時減少中間環(huán)節(jié)可能引入的錯誤和延遲。本文以某市1區(qū)匯聚機房與某市3區(qū)匯聚機房的通信為研究對象，通過應(yīng)用穿通技術(shù)穿透2區(qū)匯聚站點，實現(xiàn)跨區(qū)域的高效數(shù)據(jù)傳輸。

1.4 IUV-5G軟件簡介

IUV-5G全網(wǎng)虛擬仿真軟件具有內(nèi)容豐富、界面清晰、功能齊全的特點。該軟件深入模擬了基于真實5G網(wǎng)絡(luò)流程的部署與優(yōu)化過程，通過網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)配置和網(wǎng)絡(luò)調(diào)試等學(xué)習步驟，能夠幫助用戶加深對獨立組網(wǎng)與非獨立組網(wǎng)架構(gòu)中核心網(wǎng)、無線網(wǎng)及承載網(wǎng)的理解。其功能模塊涵蓋3個城市場景的17個承載網(wǎng)機房，包含設(shè)備放置、數(shù)據(jù)配置、鏈路檢測與光路檢測等核心操作，同時支持多種業(yè)務(wù)場景和接入方式。用戶可根據(jù)需求對系統(tǒng)進行靈活配置與調(diào)整，從而實現(xiàn)不同場景下的仿真目標。

2 承載網(wǎng)的應(yīng)用與配置

5G承載網(wǎng)作為新一代通信基礎(chǔ)，有效確保了5G網(wǎng)絡(luò)的高速率、低時延和高可靠性技術(shù)特性，使得終端用戶能夠獲得優(yōu)質(zhì)的5G服務(wù)體驗。本文基于IUV-5G仿真平臺，針對承載網(wǎng)建設(shè)過程中涉及的設(shè)備部署、數(shù)據(jù)配置及業(yè)務(wù)驗證等關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開系統(tǒng)闡述。表1所示為某市各機房IP地址規(guī)劃方案。本文構(gòu)建了完整的承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：核心網(wǎng)節(jié)點通過光纖直連承載中心機房；承載中心機房與骨干匯聚機房采用雙平面設(shè)計，通過電交叉技術(shù)實現(xiàn)鏈路通信與光路通信的物理隔離；骨干匯聚層采用FlexE技術(shù)與1區(qū)匯聚機房建立邏輯通道；1區(qū)與3區(qū)匯聚節(jié)點間部署穿通技術(shù)實現(xiàn)業(yè)務(wù)直傳；通過3區(qū)匯聚機房完成對C站點接入層的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。經(jīng)測試驗證，全網(wǎng)在工程模式下可實現(xiàn)端到端的聯(lián)網(wǎng)通信。

2.1 電交叉連接

本文以某市承載中心機房與骨干匯聚機房之間的配置為研究案例，系統(tǒng)闡述了承載網(wǎng)中電交叉組網(wǎng)技術(shù)的實現(xiàn)原理。配置過程中應(yīng)注意區(qū)分同頻連接和異頻連接。

2.1.1 同頻連接

（1）設(shè)備配置。

本文選擇某市承載中心機房作為部署節(jié)點，用戶需在機房內(nèi)放置切片分組網(wǎng)（Slicing Packet Network，SPN）和光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）設(shè)備。在實施過程中，用戶須選用成對LC-LC光纖，其中一端接入SPN設(shè)備的10-1接口（速率為100GE），對端連接至OTN設(shè)備3號槽位CQ4端口的第1接口。

在OTN單板配置階段，應(yīng)使用LC-LC光纖將8號槽位L1T接口與12號槽位CH1頻率接口互聯(lián)，同時將該槽位出口與11號槽位進口對接。對于跨機房連接，須采用單根LC-FC光纖，從設(shè)備出口端接入光纖配線架（Optical Distribution Frame，ODF），對端選定某市骨干匯聚機房6號端口與1號端口的T接口。

該方案要求同步使用相同規(guī)格的光纖連接R接口，最終接入OTN設(shè)備21號槽位進口。后續(xù)使用LC-LC單纖將對應(yīng)出口連接至22號槽位進口，同時配置相同CH1頻率的LC-LC光纖連接8號槽位L1R接口。某市骨干網(wǎng)機房依照相同標準完成設(shè)備互聯(lián)配置。

（2）數(shù)據(jù)配置。

某市承載中心機房須進行以下配置操作。用戶需選擇SPN物理接口配置，根據(jù)機房IP地址規(guī)劃，用戶為對應(yīng)端口配置IP地址192.168.11.1，完成配置后啟用該端口IP。在OTN電交叉配置環(huán)節(jié)，相關(guān)配置應(yīng)與設(shè)備連線對應(yīng)匹配，特別注意要保持2個機房時隙配置的一致性。同時依據(jù)L1T對端相連頻率要求，根據(jù)設(shè)備連線情況選擇CH1完成頻率配置。某市骨干匯聚機房配置同一網(wǎng)段IP為 192.168.11.2，其余數(shù)據(jù)配置與承載中心機房配置一致。

（3）驗證。

完成上述設(shè)備配置與數(shù)據(jù)配置后，本文對SPN設(shè)備對接進行鏈路檢測。測試過程中，用戶選擇192.168.11.1作為源地址，192.168.11.2作為目的地址，點擊左下角進行ping測試，顯示數(shù)據(jù)包 0丟失［5］，鏈路檢測通過。

本文繼續(xù)對OTN設(shè)備對接進行光路檢測。用戶選擇某市承載中心機房OTN設(shè)備的C1T/C1R作為源地址，某市骨干匯聚機房OTN設(shè)備的C1T/C1R作為目的地址，執(zhí)行顯示光路檢測成功，光路檢測通過［6］。

2.1.2 異頻連接

（1）設(shè)備配置。

異頻連接的設(shè)備配置步驟與同頻設(shè)備配置基本相同，但在頻率配置環(huán)節(jié)略有差異。在某市承載中心機房中，選擇LC-LC光纖，一端連接OTN設(shè)備中7號槽位的L1T接口，對端則連接17號槽位的頻率CH6接口。另選一根LC-LC光纖，此時需要選擇不同頻率，即將CH8頻率連接到8號槽位的L1R接口。切換到某市骨干匯聚機房的配置時，其他連接步驟與同頻配置相同。由于某市承載中心機房發(fā)送頻率CH6、接收頻率CH8，因此，在某市骨干匯聚機房中，配置為發(fā)送頻率CH8、接收頻率CH6。

（2）數(shù)據(jù)配置。

在某市承載中心機房中，本文選擇SPN物理接口進行配置，找到設(shè)備配置中已連線的接口，根據(jù)機房IP地址規(guī)劃，為該接口配置IP地址為192.168.12.1。接著，選擇OTN電交叉配置，此處配置應(yīng)與設(shè)備配置中的連線相對應(yīng)，特別注意確保2個機房的時隙配置一致。同時，完成頻率配置，依據(jù)設(shè)備配置連線情況，選定頻率CH6。某市骨干匯聚機房配置同一網(wǎng)段IP為 192.168.12.2，其余數(shù)據(jù)配置與承載中心機房配置一致。

（3）驗證。

驗證方法與同頻連接一致，分別進行鏈路檢測和光路檢測，顯示數(shù)據(jù)包0丟失與光路檢測成功即代表配置成功。

2.2 靈活以太網(wǎng)

本文通過配置某市骨干匯聚機房與某市1區(qū)匯聚機房的連接介紹FLexE配置。

（1）設(shè)備配置。

在完成OTN電交叉配置后，在某市骨干匯聚機房進行下一步操作。在該機房內(nèi)，選擇成對的LC-FC光纖，一端連接至SPN設(shè)備的11-1接口（該接口速率為100GE），另一端則接入ODF架，對端連接至某市1區(qū)匯聚機房的相應(yīng)接口。至此，某市骨干匯聚機房的設(shè)備配置已完成。某市1區(qū)匯聚機房依照相同標準完成設(shè)備互聯(lián)配置。

（2）數(shù)據(jù)配置。

在進行靈活以太網(wǎng)配置時，首先配置一個Group ID，此處設(shè)定為2［6］，其成員接口需要與之前的設(shè)備配置連線保持一致，具體選擇為100GE11/1接口。接著，配置Client ID為2并確保Group ID與前一項保持一致，同樣設(shè)置為2。

在時隙配置環(huán)節(jié)，若采用靜態(tài)配置方式，時隙對應(yīng)機房的位置與數(shù)量必須完全一致；而若選擇自動時隙配置，則僅需數(shù)量一致，位置不做具體要求。本文所述配置選擇自動時隙配置方式并設(shè)定了3個時隙。

進入邏輯接口配置階段，找到FLexEVE接口配置選項，接口ID可根據(jù)實際情況自由配置。在綁定成員接口時，需要確保與上一項的ID一致，此處為2。隨后，根據(jù)機房IP地址規(guī)劃，為該端口配置IP地址為192.168.13.1。某市1區(qū)匯聚機房的數(shù)據(jù)配置與之基本一致，該機房的IP地址設(shè)置為192.168.13.2。配置完成后，啟用2個機房端口的IP地址。

（3）驗證。

驗證過程中，用戶需選擇192.168.13.1作為源地址，192.168.13.2作為目的地址，點擊ping測試，數(shù)據(jù)包0丟失，成功ping通。

2.3 穿通

穿通配置使得數(shù)據(jù)可以在不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間透明地傳輸，而不需要在中間節(jié)點進行處理或轉(zhuǎn)換。本文通過配置某市1區(qū)匯聚機房與3區(qū)匯聚機房的連接介紹穿通技術(shù)。

（1）設(shè)備配置。

某市1區(qū)匯聚機房、2區(qū)匯聚機房和3區(qū)匯聚機房的設(shè)備配置與FlexE設(shè)備配置相同，均為選擇成對的LC-FC光纖，一端連接SPN設(shè)備接口，一端連接ODF的對應(yīng)端口。

（2）數(shù)據(jù)配置。

本文所述某市1區(qū)匯聚機房的數(shù)據(jù)配置過程，參照上述FLexE數(shù)據(jù)配置的方法。根據(jù)機房IP地址規(guī)劃，為該端口配置了IP地址為192.168.14.1，啟用了該端口的IP地址。

進行某市2區(qū)匯聚機房的數(shù)據(jù)配置時，需要先完成FLexE的用戶和組配置，然后點擊FLexE交叉選項，在2區(qū)匯聚機房中實現(xiàn)成員1和成員2的交叉連接。

某市3區(qū)匯聚機房的數(shù)據(jù)配置過程與1區(qū)匯聚機房相似。根據(jù)機房IP地址規(guī)劃，為該端口配置IP地址為192.168.14.2。當所有FLexE狀態(tài)均顯示為UP時，標志著數(shù)據(jù)配置工作完成。

（3）驗證。

本文選擇某市1區(qū)匯聚機房的192.168.14.1作為源地址，某市3區(qū)匯聚機房的192.168.14.2作為目的地址，隨后點擊左下角進行ping測試。測試結(jié)果顯示，數(shù)據(jù)包0丟失，成功實現(xiàn)了2個機房之間的ping通。

2.4 全網(wǎng)搭建

本文需要在某市實驗?zāi)Ｊ酵瓿傻幕A(chǔ)上，進一步實現(xiàn)某市核心網(wǎng)、承載網(wǎng)與無線網(wǎng)的連接。

2.4.1 核心網(wǎng)與承載網(wǎng)的對接

（1）設(shè)備配置。

首先選擇某市核心網(wǎng)機房，開啟交換機。隨后，選擇成對的LC-FC光纖進行連接，其中一端連接至交換機設(shè)備的17號接口（該接口速率為100GE），一端接入ODF對端為某市承載中心機房端口2的接口。至此，某市核心網(wǎng)機房的設(shè)備配置已完成。某市承載中心機房依照相同標準完成設(shè)備互聯(lián)配置。

（2）數(shù)據(jù)配置。

首先進入某市核心網(wǎng)機房的數(shù)據(jù)配置界面，選擇交換機物理接口配置選項。隨后，找到先前在設(shè)備配置中已連線的17號接口并將其網(wǎng)關(guān)設(shè)置為11。

接著，選擇交換機3層接口配置選項，根據(jù)機房IP地址規(guī)劃，為新增網(wǎng)關(guān)配置相應(yīng)的IP地址和子網(wǎng)掩碼。某市承載中心機房的配置過程與某市核心網(wǎng)機房保持一致。根據(jù)機房IP地址規(guī)劃，為某市承載中心機房配置IP地址為192.168.10.2。

完成上述設(shè)備配置和數(shù)據(jù)配置后，選擇某市核心網(wǎng)機房的192.168.10.1作為源地址，某市承載中心機房的192.168.10.2作為目的地址進行測試，沒有丟包代表連接成功。

2.4.2 承載網(wǎng)與無線網(wǎng)的對接

（1）設(shè)備配置。

首先進入某市3區(qū)匯聚機房，選擇成對的LC-FC光纖進行連接。其中一端連接至SPN設(shè)備的11-1接口（該接口速率為100GE），另一端則接入ODF架，與某市C站點機房的1號端口相對接。至此，某市3區(qū)匯聚機房的設(shè)備配置已完成。某市C站點機房的設(shè)備配置過程與之相似。

（2）數(shù)據(jù)配置。

首先進入某市3區(qū)匯聚機房的數(shù)據(jù)配置界面，選擇SPN物理接口配置選項，根據(jù)機房IP地址規(guī)劃，為該端口配置IP地址為192.168.15.1。某市C站點機房的配置過程與3區(qū)匯聚機房保持一致。根據(jù)機房IP地址規(guī)劃，為C站點機房配置IP地址為192.168.15.2。

完成上述設(shè)備配置和數(shù)據(jù)配置后，選擇核心網(wǎng)機房的192.168.10.1作為源地址，C站點機房的192.168.15.2作為目的地址進行測試，沒有丟包代表連接成功；業(yè)務(wù)調(diào)試切換到工程模式，拖動移動終端到C站點任一小區(qū)可以實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信。

2.5 3種連接方式

本章節(jié)介紹了電交叉、FlexE和穿通3種不同的連接方式，它們在通信領(lǐng)域中各有合適的應(yīng)用場景。電交叉連接適用于電力系統(tǒng)、電力電纜的交叉互聯(lián)等場景，F(xiàn)lexE連接適用于5G網(wǎng)絡(luò)分片、專線接入等場景，穿通連接則適用于某些專線服務(wù)或特定網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。3種連接方式各有優(yōu)劣，選擇哪種方式取決于具體的應(yīng)用場景和需求。在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)實際情況進行權(quán)衡和選擇。

3 結(jié)語

本文基于IUV虛擬仿真軟件平臺，通過模擬某市承載網(wǎng)機房的連接，詳細介紹了5G承載網(wǎng)中的3種常見連接方式：電交叉連接、FlexE連接以及穿通連接。其中，電交叉連接以其強大的靈活性、可靠性和可擴展性著稱，能夠迅速適應(yīng)新的業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的變化；FlexE技術(shù)則通過精密的時隙控制機制，有效提升了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和響應(yīng)時間，進而支持了多種復(fù)雜的應(yīng)用場景；而穿通連接則是在FlexE技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過物理以太網(wǎng)接口的直接交叉連接，省去了在每個節(jié)點機房進行煩瑣的邏輯接口配置步驟，從而顯著提高了整體通信效率。

盡管這些技術(shù)已經(jīng)獲得了廣泛的研究與應(yīng)用，但在服務(wù)質(zhì)量和維護成本方面仍有較大的提升空間。在實際承載網(wǎng)連接場景中，常可見到多種技術(shù)融合使用的情況。本文致力于探索如何在使用過程中整合各種技術(shù)的優(yōu)勢，以降低運維管理的復(fù)雜性，提升全網(wǎng)的服務(wù)水平。這不僅是當前面臨的重要課題，也是未來研究與學(xué)習的方向。

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（編輯 王永超編輯）

Application and configuration of IUV-5G bearer network

LIU "Guijie

（Jiangsu Engineering Vocational and Technical College， Nantong 226000， China）

Abstract： The 5G carrier network is the network connection foundation between wireless networks and core networks， which has the characteristics of ultra large bandwidth， ultra-low latency， and flexible intelligence. As an advanced virtual network simulation tool， IUV-5G provides strong support for the research and development， planning， deployment， optimization， and operation of 5G carrier networks. The article focuses on the application and configuration of IUV-5G bearer network， exploring the key points of bearer network configuration， aiming to provide reference for 5G network deployment and optimization.

Key words： IUV-5G; bearer network; flexible ethernet; electric crossover; penetration