現有資源如何應對5G網絡承載

陳翠芬

摘要：隨著大數據、物聯網的普及使用，現有網絡的局限性逐步體現，為了滿足網絡低時延和大帶寬等要求，運營商正積極進行5G網絡的部署。通信工程建設中，如何降低工程投資縮短建設周期是運營商一直關注的重點，本論文結合5G網絡特點論述如何充分利用現有資源部署5G網絡。

關鍵詞：5G特點；5G部署的壓力；網絡資源；基礎設施資源；應對策略

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）05-0050-01

近幾年來，隨著移動互聯網和物聯網業務應用的迅猛發展，運營商已經開始5G網絡的試用為未來的大規模商用作準備。5G與4G相比較，在峰值速率、用戶平均速率、區域流量、頻譜利用效率、終端連接數等方面都有極大提升，并對時延提出了更為苛刻的要求。5G相對4G＼3G，其業務場景的應用區分更加細致。

為了滿足5G技術的特點，需采用SDN/NFV/云技術用通用X86服務器來替代傳統通信設備，網絡設備在數據中心被大量虛擬化，如何利用現有資源滿足5G時代要求，是運營商面臨的新挑戰。

1 5G的特點

5G是一個萬物互聯的網絡，5G承載網需要支撐多樣化應用場景下業務的差異化指標，需要基于統一的基礎網絡設施，針對具體場景需求進行功能剪裁及資源分片，并在分片資源上進行網絡控制和業務編排，從而滿足5G多業務的差異化需求。5G網絡具備如下特點：（1）大帶寬；（2）低時延；（3）高可靠；（4）高靈活；（5）低能耗；（6）高精度；（7）高移動。

2 現有資源面臨的壓力

現有通信設備形態不滿足要求：傳統通信設備網絡功能基于專用的硬件和軟件，每個網絡設備需要一個物理實體；5G通信設備形態為通用X86服務器，網絡功能基于虛擬網元軟件和通用硬件，多個網絡設備集成于同一個物理實體。

機房利用率高且存在空閑面積碎片化：運營商現有機樓（特別是縣級機樓）多為90年代投入使用，使用年限長，當年建設時由于條件的限制機房面積不大，隨著業務的發展，通信機房空閑面積不斷減少；由于傳統通信設備的特點，現有通信機房按業務劃分區域，不同業務機房之間互相封閉，導致機房空閑面積存在碎片化現象。

機房條件受限：現有機樓使用年限超過20年，機樓層高、承重等自然屬性存在不足；隨著通信設備機架密度越來越高，對空調的需要量也越來越大，多數機樓建設時未規劃空調平臺和空調管道專用管道，對空調的擴展存在一定影響。

外市電容量受限：傳統通信設備功率密度較低，使用X86服務器的通信設備功率密度從4KW/柜到10KW/柜不等，現有地市核心機樓和一般機樓外市電容量多為1000KVA以下，容量受限。

3 5G部署對現有資源的要求

根據5G智能化、云化的特點，對現有網絡支撐、機樓自然屬性和機樓配套設施等資源提出新的要求，如圖1所示。

（1）機樓自然屬性：要求具備200平米以上的空閑面積，梁下凈高超過3米；（2）機樓配套設施：省級核心機樓電源需要滿足一類機房用電要求，地市核心機樓電源需要滿足二類機房用電要求，地市一般機樓電源需要滿足三類機房用電要求。除了電源滿足要求外，機房天面需具備空調室外機擺放，并具備安防、動環監控等安全系統。（3）網絡支撐：1）網絡：雖然未來通信設備的形態發生了變化，但網絡仍沿用現有層級架構面向虛擬化網元和專用硬件設備的綜合承載，與現有通信局所的層級設置保持對應關系。2）設備形態：采用白盒子和X86服務器替代傳統通信設備，網絡設備大量被虛擬化。3）承載用戶數：仍沿用現有分片區管理的方式，區縣單局點最大可管理20萬用戶。

4 現有資源的應對策略

針對現有資源存在的不足，運營商積極推動具備條件的網絡機房向數據中心架構的方式改造，以滿足未來5G網絡的承載。

DC（數據中心）特指未來承載虛擬化網元和專用硬件設備的新型網絡機房，是對未來網絡機房基礎設施的統稱。現階段運營商主要通過盤活現有資源，通過改造以滿足數據中心的要求。

4.1 現有網絡資源應對策略

（1）網絡層級與現網保持一致。5G網絡承載的網絡和設備發生變化，但大部分用戶分布還與現網基本一致，用戶和流量還是采用分片區處理的方式，結合現有資源情況，未來數據中心架構仍采用三級架構組建：根據不同功能分為省級DC、地市級DC和區縣級DC三個層級，如圖2所示。（2）節點部署。數據中心的設置除了考慮機樓的產權屬性特點（自有自建）、所在地理位置（中心位置最佳）和機房自身物理條件等因素外，還是需考慮未來業務分布、二干節點部署和城域網節點部署等。

省級DC：省級DC擔負全省業務管理的重任，在局點設置上要謹慎考慮。省級DC布局設置需充分考慮網絡容災備份和流量分擔等因素。地理位置應避開地震、洪水等易發的區域，而從網絡組網上應考慮業務流量較集中的地市，避免大量電路迂回。每個省設置省級DC節點應該在2個或以上，節點間實現負載均衡。

地市級DC：結合數據網、傳送網現有網絡架構和機樓自身條件部署DC節點，數據網從網絡安全性考慮，地市級節點采用雙節點，省內干線和本地網城域網根據數據網的網絡架構實現組網，但部分偏遠省份由于自身機樓條件的限制，少量地市現階段按單節點進行部署，后期根據機樓的建設情況再考慮雙節點部署。

區縣級DC：運營商為了提升傳送網的承載能力，多年前按“統一ODN網格”進行規劃和設計，區縣級DC的設置應該參照OLT現網用戶數、未來5年ODN網格規劃、未來5年用戶發展規劃等數據。單個區縣級DC管理用戶數宜在20萬以內。

4.2 基礎設施資源應對策略

從地理位置方面考慮，首選地震、洪水等自然災害發生幾率低的地區（比如：不選取位于地質斷裂層上的城市）；為了避免電路迂回，應選取位于密集用戶區域中心位置的機樓。

從基礎設施自身考慮，使用年限長的機樓從機房自身條件和配套都比較陳舊，改造代價大，建議選取使用年限短的機樓作為省級DC和地市級DC，充分利用現有資源，控制改造成本。

5 結語

隨著5G網絡商用的臨近，運營商都在積極進行部署，中國運營商網絡已經完成了從2G到4G的演進，現有資源都比較豐富，為了降低工程投資、縮短建設工期，應充分利舊現有資源實施網絡部署是較優選的方式。