5G傳送網架構演進方案研究

顏 為

(海南電信規劃設計院有限公司，海南 海口 571100)

0 引言

5G時代的到來，極高的速率、極大的容量、極低的時延等特點，重新定義了無線接入網(RAN)架構，與4G相較而言，接入網中的BBU，RRU，天線被CU，DU，AAU功能實體所替代，組網結構更加復雜和靈活，對基站配套提出了更高的要求，配套的傳送網需要滿足“高速率、低時延、廣連接”的要求，并結合業務和現有的基礎設施進行優化，目前大多數傳送網都是基于4G網絡搭建，與5G的承載需求較差較大，如何構建高效的傳送網，滿足5G業務的承載要求是一個值得深入探討的課題[1-2]。

1 5G傳送網

5G系統是目前最新的移動通信技術，即第五代的移動通信服務。5G通信體系的主要目標不僅僅是更好地服務智能移動終端，而是通過構建高效的物聯網系統運行體系，在當前全國各地智能化城市建設服務體系中，能夠提供高效且可靠的通信服務環境，而實現這些目標，需要配套構建完善的傳送網。

傳送網是指為各項功能服務提供穩定數據交互的平臺，基于當前通信技術發展的情況，為滿足高速率的數據傳輸，需要配套完成更加先進高效的交互模塊和終端服務體系，在實際應用中數據傳輸的工作量非常大，需要更加高效的帶寬調控體系，傳送網的目的就是為5G通信的高效運行提供良好的環境。

2 5G傳送網功能需求分析

2.1 5G傳送網在寬帶與容量方面的需求

5G是第五代通信服務體系，在通信技術的進步下，5G通信的數據交互效率實現了質的飛躍，而傳統的傳送網已經難以適應實際數據傳輸需求，因此基于5G的傳送網在帶寬方面實現了較大提升，必須滿足數據傳輸的需求[3-5]。

另外，數據量實現井噴式增長，傳統傳送網雖然也在不斷地實現數據擴容，以確保數據的正常交互。但是發展到了5G時代，數據承載和傳輸量呈現出指數級上升，基于5G的傳送網需要在底層上對數據存儲量進行改造升級，為用戶提供更優質的服務。

2.2 5G傳送網在技術方面的需求

5G網絡最大的特點之一就是低時延，在實現廣泛應用的過程中，需要對所承載的數據進行分析和處理，5G網絡結構升級改造需要對數據進行優化，以確保高效的傳輸效率。對于升級改造的傳送網靈活性要求更高，直接影響到的5G網絡的應用范圍。另外5G傳送網建設越來越智能化是發展的主流趨勢，隨著時代的發展，科技的進步，5G網絡體系中會承載更多的先進設備。

3 5G 網絡架構對承載的要求

3.1 無線網絡架構的承載要求

5G通信時代的到來，對無線網絡帶來了諸多要求，第一是基站覆蓋范圍縮小，會使得站間密度增加，由此導致投資和維護成本上的增多。第二是載波聚合會形成較為明顯的站間載波干擾，這會使得基站邊緣用戶的體驗大打折扣，無法體驗5G帶來的流暢體驗。第三是網絡架構會使得控制的集中化和無線網絡接入的集中化，現有的站點獨立接入核心網的現況已經無法滿足5G的高速發展。

應用服務器和數據庫，能夠使得網關設備分布到網絡邊緣，互聯網應用、云計算服務和信息數據緩存部署到高度分布的環境當中，實現互聯網應用和網絡能力的融合，能夠更好滿足5G低時延和高帶寬業務的要求[6]。

3.2 相關運營業務的承載要求

在移動互聯網時代，越來越多的移動終端豐富了人們的工作生活，相關的云業務、視頻應用也越來越豐富，傳送網作為基礎承載互聯網，需要滿足以下要求。

第一，高帶寬對于很多大客戶業務，在移動互聯網環境和視頻應用的趨勢下，高寬帶、低時延的業務體驗需求已經完全爆發，帶寬向高倍速率演進。第二，高安全、高可靠，確保客戶業務的安全隔離，形成立體式的安全防護體系，對業務的恢復時間更為重視，很多業務客戶要求在50 ms內實現業務恢復。第三，多業務、多租戶是目前很多大客戶運營的基礎，一張網絡能夠基本滿足大客戶要求成了運營商構建大客戶承載網的基本要求。第四，快速易部署，進入5G時代，業務上線時間是贏得商機的重要基礎，傳統運營商開通專線基本上以月為單位進行計算，而目前大客戶的需求要求以天為單位來進行計算。

4 5G光傳送網技術方案分析

4.1 大規模天線應用

大規模的天線應用，需要根據設計方案完成相關設施的裝備及調試工作，投產前還需要進行評估。如在某地試點建設大規模天線，實現信息數據的高效傳輸，則需要提前完成天線運行狀態調試、輔助設施的裝備到相應的區域，以確保整個系統能夠正常高效的運行。

4.2 信號傳遞線路應用

信號傳遞線路是基于傳送網技術標準來配套應用的，如信號傳遞中的有線5G系統，不僅僅需要光纖通信來應用解決，還需要對應參數進行分析和處理，根據傳送網技術標準來選擇通道傳導到對應的位置上，在此基礎上通過通信基站以及相關通信設施，構建形成穩定的連接狀態，這樣做的主要目的在于確保裝置參數符合標準，對于其他型號的處理，也必須經過數據的加工處理，確保系統內部信息都能夠得到高效的傳遞。

4.3 頻段調整技術應用

頻段調整技術是通過大數據和云計算技術，對投入使用的集成電線頻段進行記錄和跟蹤，通過記錄的數據，來對后續處理進行整合與調節，進而實現調整頻段運行質量的目的。另外根據頻段調整技術的規模、運行水平等，對整體的運行質量進行監測，根據記錄數據對整個區域進行調整，以實現維護系統正常運轉的目的。同時在完成一系列的調頻過程中，生成的數據能夠為后續系統運行提供資料參考。

4.4 網絡資源調整技術應用

網絡資源的調整依托于設定的調整程序來完成信息的整合與傳遞，信息的上傳或下載都需要依據資源傳遞的標準來進行調整和優化，以確保所有的網絡資源都能夠在內部系統中進行傳遞。在調整運行的過程中，需要對投入的設備進行監管，如供配電系統、對運行的狀態和參數進行自動記錄，以便能夠準確迅速地定位問題，并及時地對系統進行維保[7]。

5 SPN傳送網技術方案分析

5.1 大帶寬技術

大帶寬技術是5G傳送網優化升級當中最重要的內容，根據5G傳送網建設需求，核心寬帶不能低于110 G，接入寬帶不能低于256 G，大寬帶的傳送要求，必須應用光纖網，以確保大帶寬目標的實現，另外還要充分考慮SPN彩光方案及FlexE通道等，以便能夠滿足整體建設目標，利用大寬帶技術來推動5G傳送網的建設進程。5G流量測算模型如圖1所示。

圖1 5G 流量測算模型

5.2 統一管控技術

5G傳送網建設十分復雜，其中統一管控技術是非常重要的內容之一，對整個傳送網建設有著十分重要的作用。當所有設備都調試完畢后，5G傳送網才能順利投入使用，才能夠實現數據傳輸的效果。因此，加強傳送網系統設備的管控和維護至關重要，在前期建設的過程中，就需要提前進行規劃，建立統一的技術平臺，發揮出監督管控的作用，這不僅僅是加強設備和技術管理的需要，同時也是提高資源利用率的關鍵，這對5G傳送網的建設的整體效果和未來應用都有十分重要的效果。除此之外，統一管控技術的兼容性較好，這是綜合考慮5G傳送網設備所做出的優化，能夠實現對底層進行控制，確保5G傳送網建設目標的實現，對整體5G傳送網架構的建設意義重大。

5.3 切片分組網架構

SPN技術方案，通過運用創新的以太網分片技術(SE)和SR-TP技術,并融合光層DWDM技術的層網絡技術體制，SPN分層架構如圖2所示，若要實現分組數據路由處理的目標，就必須要通過切片分組層[8-10]。

圖2 SPN分層架構

6 結語

時間同步是通信技術的核心問題之一，在5G網絡環境下，無限空口影響下的時間精度要求越來越高，因此必須要高度重視時間服務器的控制，確保精度和終端實驗進度基本一致。超高精度時鐘源主要由都穩定頻率源技術及衛星接收技術兩種技術構成，這是確保時間精度同步的關鍵技術力量。除此之外，5G傳送網新架構建設的過程中，應該綜合考慮影響因素和不同技術方案的優劣勢以及投產后的應用效果，綜合分析，統籌兼顧，為5G傳送網的建設與發展奠定技術基礎。

為實現降低時延的效果，可以在物理層采用波長直通的技術，這種技術是基于切片以太網的時隙交叉技術，除此之外，還可以通過采用低時延成幀或者FEC的方案。