探究光傳送網在第五代通信網絡中的應用及發展方向

麥雪浩

【摘 要】5G時代的通信網絡，具有超高速率、超低時延、極高可靠性等特點。作為5G時代的信號承載傳輸網，光網絡即將迎來新一輪的發展與應用。本文主要對光傳送網在5G中應用及發展方向進行了有效的探討，提出通過光傳送網時延優化、光纖資源的優化及網絡結構的優化等措施，可以解決5G時代的網絡承載問題。

【關鍵詞】光纖；光傳送網；超低時延；5G；

引言

2019年6月6日，中華人民共和國工業和信息化部正式發放了第五代通信網絡（5G）商用牌照。預計到2021年，我國將實現5G的大規模商用，能夠很好地滿足工農業、交通等行業的信息化服務需要，它的應用場景將連接移動互聯網和物聯網，最終實現“人與萬物智能互聯”的目標。

1 光纖通信系統在通訊工程中的應用

目前在我國的通訊工程中，光纖通信系統將數據信號轉換成脈沖數字信號，然后通過光纜傳送給對方，再生成數據信號。信號在光纖中的傳輸具有速度快、信號穩定、容量大等優點。

1、信號在光纖中的傳播質量非常高。光纖在傳遞信號的時候，受到外界的電磁波信號干擾是極其少的；

2、信號在光纖中的傳播速度非常快。光纖作為數字信息傳遞的主要載體，在進行數據傳遞的時候，電信號在光纖內部會進行光速反射傳播，可以將信號進行快速地傳遞。

2光傳送網的技術特點和應用分析

光纖傳輸網絡的發展隨著容量增加和業務多樣化，PDH、SDH、MSTP、DWDM、ASON等傳輸技術相繼出現，信息化市場需求的迅猛發展凸顯了各項技術的優點，同時，各種技術的瓶頸也逐漸出現，使得光網絡必須向提供海量帶寬、具備電信級可靠性等方向進行發展。光傳送網（OTN），它在光纖網絡內實現需求業務數字信號的傳輸、復用和監視等，是一種保證傳輸性能指標和可靠性的傳送網絡。

2.1海量大顆粒帶寬

光傳送網很好地繼承了SDH以及WDM技術的多方面的優勢功能，是基于海量大帶寬粒度進行組網、調度和傳送的新型通信技術。目前信息化服務的迅猛發展，導致海量帶寬粒度傳送與調度的需求增長非常迅速，光傳送網實現了傳輸技術性能質的飛躍，很好地適應了網絡承載的新需求。

2.2超低時延

隨著物聯網、高清視頻等信息化業務的快速發展，時延已逐漸成為了通信網絡的一項重要性能指標。從無人駕駛到工業控制等等這些美好的夢想要一一成為現實，都將無法離開超低時延這一特性。

我們知道，在OSI 的七層網絡模型當中，越低的層次，處理的時延就越小。由于光網絡是基于最低層的光纖光纜，具備最低的傳輸成本，因此，光傳送網是目前主流通信技術中最具有低時延優勢的通信技術。

光傳送網具有超低時延的優勢，是因為它對業務信號的處理層次極低，對于 OTN傳送技術，業務類型以及映射方式對時延產生的影響是在 us 量級的，提供了更低的時延，因此光纖傳輸網絡理所應當優先選擇 OTN 技術作為傳輸承載方案。

2.3強大的組網能力

OTN傳送技術引入了一項重要技術—FEC編解碼技術，大大地提高了傳輸性能，更顯著增大了光纖傳輸的距離。此外，提供了更加靈活的基于電信號層和光信號層的業務保護功能。

所以，OTN 傳送技術是一定會成為光網絡的主流。

3光傳送網在5G中發展方向

萬物皆可觸手可及的三個需求是超高的速率、海量的連接、超低的時延，每一種場景的需求都比現有業務大10倍以上，因此光傳送網作為最核心的傳輸承載網絡，必須在技術結構上進行優化，才可以應對得了5G時代的新挑戰。

3.1光傳送網的時延優化

傳輸所產生的時延占據了光網絡電路時延的 90%以上，因此，光傳送網時延最重要的優化舉措是優化傳輸路由，盡量地去降低傳輸路由長度。

1、統籌規劃傳輸骨干層光纜網絡的建設和使用，有利于優化光網絡路由，提供更短的光纜路由。

2、統籌規劃采用大傳輸管道，例如，現階段采用 50Gbps 傳輸系統，未來進行升級到 200Gbps 甚至更高速率的光傳輸系統，也將大大地降低傳輸的時延。

3、色散和 PMD 補償能夠解決傳輸色散累計的問題，傳輸網路中不再需要部署色散補償，可以顯著降低時延。

穩定的低時延是光網絡的一個重要指標，而超低時延將是未來政企客戶專線市場競爭的重要因素。

3.2光纖資源的優化

5G網絡的效率高，頻段高，與現在的4G基站相比，5G基站的分布更密了，因此對光纖網絡的容量和光纖連接密度要求很高，導致光纖光纜的需求大規模提升，同時，也要求回傳光纖網絡需更加靈活，這就要求傳送承載網絡的結構必須優化。

1、以5G業務需求為出發點，綜合考慮集客、家寬等其他業務需求，優化和規范末端接入光纜組網結構及纖芯成端比例，在遵循全業務統一承載的建設原則的基礎上，實現降本增效的效果。首先，通過判斷業務需求特點，出適用于本地市的基礎資源建設規模及方案設計建議，包括接入PTN、OLT、配線光纜、二級光交、主干光纜、一級光交等資源，給出接入光纜組網結構選擇；其次，根據不同業務的單點纖芯需求計算原則，綜合測算纖芯需求，給出前傳方案選擇、末端接入光纜芯數建議、以及光纜成端數量及比例；再次，末端接入光纜應結合發射點分布情況、安全要求等綜合評估，結合無源波分/有源波分等纖芯復用技術制定末端接入光纜方案。最終，結合后續發展規劃適當冗余，確認資源建設規模，鎖定建設規模，實現資源優化，提高光纖資源利用率。

2、OTN進行時延優化能夠有效地節省光纖資源和節省成本，同時，也可以實現多業務的統一承載以及大帶寬傳送，單通道可以有10G/25G/50G/100G/200G等等。

3、DU和AAU之間的光纖傳送網系統可以根據實際業務需要進行點對點和環網的方式來設置，充分地利用OTN系統的高可靠性和可管理性。

3.3網絡結構的優化

前期，運營商的通信網絡一般都會采用層次化的網絡架構，為了適應信息化、IP化趨勢的發展需要，目前的網絡架構基本已向扁平化的方向來發展。

1、通過減少和優化網絡層次來實現網絡扁平化，最直接的好處是大大地減少了光纖資源的使用。目前，光纖傳輸網絡資源的建設成本已占移動通信運營商很大的成本投入比重。

2、網絡扁平化可以節約通信運營商的機房資源。目前隨著國內城市化的快速發展，大部分城市都存在房價高企、選址困難等問題，減少網絡節點就能夠直接節約在網絡機房的投資，那么將節約下來的資金就能夠投入到其他建設需求上。

對現有傳輸網絡進行優化，合理減少傳輸網絡層次是一項較復雜的、系統的工程，必須進行統籌性的規劃，分步驟地實施，從下往上進行依次建設。

結束語

總之作為基礎網絡的光纖傳送網需要提供更低時延和更大帶寬，也迎來了新一輪的發展與應用。本文根據5G的商用發展，分析和探討了光傳送網的應用及發展方向，通過光傳送網時延優化、光纖資源的優化及網絡結構的優化等措施可以解決5G網絡的承載問題。光傳送網在未來將更好的為社會生產生活而服務。

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（作者單位：中國移動通信集團廣東有限公司湛江分公司）