5G系統(tǒng)對本地傳送網的技術要求

劉吉成 山東祺瑞電子科技有限公司 宋瑜 中國聯(lián)合網絡通信有限公司青島市分公司

5G系統(tǒng)對本地傳送網的技術要求

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5G網絡主要是針對移動互聯(lián)網的應用,低功耗高速連接和低延時高可靠主要面向物聯(lián)網和垂直行業(yè)的應用。本文結合本地傳送網現(xiàn)狀, 分析了5G系統(tǒng)對本地傳送網的技術要求及近期發(fā)展思路。

5G系統(tǒng) 本地傳送網 技術要求

1 本地傳送網現(xiàn)狀分析

5G發(fā)展對目前傳送網帶來巨大的沖擊，當前運營商重點建設內容是光傳送網OTN 和PTN。OTN 和PTN 進行LTE 全業(yè)務承載。無論是全國范圍內的一干、省內二干，還是本地網傳輸設備中，網絡架構分布都極為廣泛，其主要包含城域骨干層、匯聚層和接入層等。在SDH 基礎上，實施PTN網絡的構建及發(fā)展，其與很多業(yè)務都有很強的適配性，能夠經濟可靠的進行多業(yè)務承載，有助于運營商需求滿足。該技術相較于SDH 更具優(yōu)勢，實現(xiàn)了SDH 固有缺陷的彌補，但卻難以滿足擴展性和開放性要求，網絡建設及優(yōu)化成本高，同時實施過程復雜，工程建設周期長，難以適應5G網絡運營要求。

2 5G系統(tǒng)對本地傳送網的技術要求

2.1 設備組網要求

一是提升PTN帶寬。5G基站帶寬均值將超過1Gbit/s，峰值更是達到20Gbit/s，對S111站型，CIR/PIR將達到4/16Gbit/s。按每接入環(huán)6個站，一個站達到峰值帶寬計算，接入環(huán)帶寬將達到40Gbit/s?？紤]到5G基站的密集程度，100Gbit/s組網可能性更大，而核心層/匯聚層則有可能達到T級別組網。二是L3 PTN下沉。eX2流量時延越小，基站協(xié)同增益將呈指數(shù)增長，但考慮傳送網的平滑過渡，建議L3 PTN下沉至匯聚層。三是超100Gbit/s波分。引入400Gbit/s/1Tbit/s用于大顆粒的業(yè)務回傳。四是CPRI over OTN前傳網絡。隨著5G技術的發(fā)展，預計將來會同時存在2G/3G/4G/5G網絡，為了統(tǒng)一承載和節(jié)省資源，建議引入小型波分，用于BBU至RRU的前傳網絡。

2.2 分纖點。

分纖點的策略是提高分纖點密度以應對5G基站的超密集組，提高分纖點容量以應對C-RAN建設中的業(yè)務割接和5G業(yè)務纖芯需求的增加。現(xiàn)網同一個C-RAN區(qū)的基站歸屬不同的BBU池，將導致基站相互干擾，無法實現(xiàn)協(xié)同工作、資源統(tǒng)計復用等功能，需要進行業(yè)務割接或者配線光纜重新組網，以達到一個C-RAN區(qū)內的基站業(yè)務均接入到同一個BBU池中。搭建大芯數(shù)配線光纜環(huán)，同時必須提高二級光纜交接箱的容量，以便進行業(yè)務割接。

2.3 低時延

5G網絡在互聯(lián)網和物聯(lián)網等領域的實際應用中，對低時延提出了更高、甚至苛刻的需求愿景，空口延時小于1ms，端到端時延為ms級。這種ms級的低時延應用場景的業(yè)務需求，要求光傳送網既能提供極低的傳送時延，又要提供極低的處理時延。

2.4 高可靠

5G網絡要求穩(wěn)定性和可靠性高于99．999%，這就要求光傳送網同樣需要提供非常高的傳輸可靠性保證。目前，光傳送網已實現(xiàn)OLP、OMSP、OCH等針對不同層次的業(yè)務保護方案，而且現(xiàn)網運行的光傳送網網絡模型大多為環(huán)形組網，此種組網方式的主備路徑時延差往往較大，不適用于5G網絡對低時延的要求，同時也不適用于5G網絡對高可靠性的要求。因此，需要對光傳送網進行網絡結構的優(yōu)化升級，利用光電混合交叉等技術、網絡拓撲結構調整和智能控制功能的結合，有效提高光傳送網的可靠性和業(yè)務健壯性，結合最短傳輸路徑選擇策略，構建低時延、高可靠的光傳送網絡。

2.5 智能化

5G網絡將具備更加靈活、智能、高效和開放的特點，這就要求光傳送網需要支持軟件定義網絡（SDN）控制架構，實現(xiàn)網絡能力的優(yōu)化升級。5G 網絡將以SDN作為基礎技術，真正實現(xiàn)控制平面和轉發(fā)平面的分離，使整個網絡變得更加靈活、智能、高效和開放。光傳送網引入SDN功能后在5G網絡中的主要優(yōu)勢包括：引入集中控制，提高控制平面智能決策能力，提升業(yè)務的部署效率和網絡資源利用效率；利用網絡虛擬化和資源抽象技術，通過開放和標準化接口實現(xiàn)控制器互聯(lián)，簡化運維管理；通過開放網絡和應用層接口，提供光傳送網業(yè)務可編程能力，可靈活實現(xiàn)光網絡VPN 等新型定制化、增值化的業(yè)務需求。

3 近期發(fā)展思路

3.1 網絡結構優(yōu)化

以往移動通信網絡以層次化網絡結構為主，存在相關局限性?，F(xiàn)階段，網絡結構呈現(xiàn)扁平化發(fā)展趨勢，與IP 化趨勢發(fā)展相契合，需要考量的重點內容是現(xiàn)有傳輸網絡與上層網絡演進的適應問題。實施網絡結構優(yōu)化，對網絡扁平化發(fā)展極為有利，可以減少資源浪費實現(xiàn)運維成本控制，加速5G的部署進程，同時能夠降低對設備廠家的依賴性，使5G時代傳送網絡呈現(xiàn)獨立發(fā)展狀態(tài)。

3.2 升級PTN 網絡，完善QOS 保證

實施網絡層次部署工作時， 需要對PTN 設備功能進行升級，骨干選用MPLS，確保本地網設備能夠實現(xiàn)三層動態(tài)網址尋找。雖然現(xiàn)有運營商PTN 設備支持網絡三層功能，但具體實踐中，本地網區(qū)域內僅能夠為二層功能提供支持，在開啟PTN 三層靜態(tài)路由功能之外，仍然需要對PTN 設備功能進行優(yōu)化和升級。與此同時，其也能夠在路由協(xié)議中，為動態(tài)路由協(xié)議提供支持和依托。

5G網絡業(yè)務需求和網絡架構對現(xiàn)有光傳送網絡提出了大帶寬、高容量、低時延、高可靠、靈活管道和智能化等諸多新需求，同時也給光傳送網未來發(fā)展帶來巨大技術挑戰(zhàn)。為滿足這些傳輸需求并解決技術挑戰(zhàn)，業(yè)界需要推動光傳送網技術加速革新和演進，為5G網絡未來快速發(fā)展提供關鍵的基礎承載網絡保障。

[1]中國電信.低時延光網絡技術白皮書[R].中國電信,2016.

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[3]丁濤.5G 時代傳輸網絡建設策略探討[J].移動通信，2016（15）：77~80.

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