OTN技術在5G傳送網中的運用分析

曾杰（1989.11-），男，漢族，江西豐城，碩士，研究方向：電力通信。

摘要：進入信息化時代后，第五代移動通信技術（5G）的出現極大地推動了信息傳輸質量和效率的提高。如今，5G技術已經廣泛應用于眾多領域。在推廣和應用5G技術時，構建5G傳送網承載方案是技術發展的關鍵所在。本文以光傳送網絡（OTN）技術為出發點，對5G業務內涵和5G傳送網承載需求進行了簡單分析，并圍繞5G傳送網中OTN技術的應用進行了探討。最后，對5G承載網中的OTN規劃進行了論述，希望可以為相關人士的研究提供參考。

關鍵詞：OTN技術；5G傳送網；5G技術

一、引言

隨著互聯網的快速發展，5G通信已成為當前發展的重要焦點，各國都非常關注5G技術的研發。5G技術的發展對應的5G承載網絡起到了重要的推動作用，因此，在構建5G傳輸網絡方面做好工作具有現實意義。研究表明，在5G傳送網構建過程中應用OTN技術，可以顯著提升5G傳輸網絡的水平，為5G技術的推廣和普及奠定基礎。對于5G技術發展而言，構建5G傳送網承載方案是一個至關重要的部分。下面將結合OTN技術，對5G傳送網構建過程中OTN技術的應用進行分析，相信可以為大家的研究提供一些借鑒。

二、OTN技術概念

近年來，我國信息產業蓬勃發展，客戶需求急劇增加。在通信行業中，高帶寬、多樣化已成為重要標志，如何將不同業務融入其中，并對高帶寬業務進行傳輸，是當前我國通信運營工作中面臨的重要問題。

目前，通信傳輸技術主要是以SDH技術為基礎發展而來的，但SDH技術的弱點在于業務需求明顯不足。SDH技術具有較強的網絡編程和網絡維護能力，主要由VC4和VC12等相關業務組成，在整個SDH網絡中，10GE的容量最大。然而，在高帶寬、多元化業務需求下，SDH技術的能力明顯不足。

作為一項光層技術，OTN技術具備大粒子編程和多波長傳輸等應用能力，可以充分發揮WDM與SDH技術優勢，體現出網絡管理和維護等多方面的能力。同時，SDH技術催生了強大的網絡管理與維護新一代，為人們提供了高帶寬、多樣化的傳輸網絡。通過使用OTN設備，波長級別的編程成為可能，實踐證明這種方法具有較高的可行性。

三、5G的業務內涵

5G技術的數據傳輸速率非常高，響應時間很短。同時，5G網絡具有巨大的容量，可以同時連接千億設備，充分滿足物聯網在通信方面的需求。無論是在流量密度方面還是在連接密度方面，5G技術都能顯著提升，而且其系統協同化和智能化水平也非常高。

5G技術的發展滿足了時代的需求，在很大程度上能夠提升傳統行業的工作效率，優化傳統產業的生產模式，推動社會經濟的穩定發展。廣泛應用5G技術，結合移動互聯網、大數據、智能感應等技術，能夠為人們的社會生產和生活帶來巨大的便利。這也為5G傳輸網的構建水平提供了基礎。

此外，應用5G技術還能顯著降低人們使用電子設備的成本，推動互聯網技術的穩定發展，最大程度上優化工作方式。

四、5G傳送網的承載需求

（一）關鍵需求

從確保業務穩定性和可靠性的角度來看，5G傳送網運行過程中需要滿足以下幾方面的需求：

首先，要滿足大帶寬的需求。隨著移動帶寬在流量方面的快速增長，5G傳送網必須具備足夠的帶寬能力，以滿足高速數據傳輸的需求。只有在帶寬方面達到一定程度，才能充分滿足5G傳送網的運行需求。

其次，要滿足靈活性方面的要求。在核心網云化背景下，業務流向呈現出不確定性特征，這要求5G傳送網具備較高的靈活性。通過應用SR隧道技術，可以確保網絡連接具備靈活調整的能力，以適應不同業務流向的變化。

最后，5G傳送網還需要滿足多樣化需求。5G網絡對時延、帶寬等方面的需求有所差異，因此，網絡必須在端到端的層面上實現分片功能，以滿足不同業務的多樣化特征。通過網絡分片，可以根據業務的需求進行靈活配置和管理，提高傳輸效率和服務質量。

（二）承載需求

5G網絡在不同建設階段對于承載需求的要求是不同的。在建設剛開始的階段，5G傳輸網對于時延和帶寬并沒有提出嚴格的要求。由于終端成熟度較高，因此可以在商業模式中率先應用。隨著建設進入中期，5G傳輸網開始對時延的要求變得苛刻，但是在超高可靠性和超低時延方面仍處于探索性階段，直到2022年后逐漸發展成熟。而到了建設的遠期階段，一旦以上目標得以實現，“大連接”將成為現實，這將大幅降低功耗和成本。

SBA為5G核心網的服務架構，在設計其服務功能時，需要在控制面板功能模塊中設置服務化接口，以滿足用戶在網絡功能靈活性方面的需求。同時，通過5G核心網的方式進行CU（控制單元）分離，可以實現對控制面的集中控制，以滿足用戶面分布式部署的需求。在5G核心網中，各網元及其附近接口的承載方式包括IP專網、數據網和傳輸網等。在5G網絡與無線基站的承載方式中，均采用IP專網與省內傳輸網。具體方面包括：N1接口涵蓋了控制面接口和終端，通過省內傳輸網實施省內段的承載，通過IP專網可實現省際承載；N2接口涵蓋了控制面接口和5G基站，可以通過省內5G傳輸網實現省內承載，通過IP專網實現省際承載，主要考慮NR跨省部署和AMF集中化場景的關聯性特征；而N3接口涵蓋了用戶面和基站接口，應根據對4G網S1-U接口的分析，在本地實施承載即可。

（三）應用場景

5G應用場景注意包括以下幾個方面：

熱點高流量：5G網絡適用于人流密集的地區，如學校、商業區等，能夠提供高速、穩定的服務，滿足大量用戶的高流量需求。

無縫廣覆蓋：5G致力于實現全區域覆蓋，通過在各個地區建設基站，達到全區域的無縫覆蓋。這樣可以確保傳輸數據的有效性，無論用戶身處何處都能保持穩定的連接。

可靠性低時延：5G網絡具備低時延和高可靠性的特點，能夠滿足特殊業務的需求，如遠程醫療、自動駕駛等。低時延可以確保實時性，提供更精準的數據傳輸和操作響應，以實現各種應用的高效運行。連接低功耗：5G致力于降低網絡運行過程中的功耗，并提供良好的連接。這樣既可以支持智能家居、物聯網等智能設備的快速連接和數據傳輸，又可以節省能源消耗，提高網絡的可持續性。

五、OTN技術在5G傳送網中的運用

（一）5G傳輸網與OTN技術

基于環網進行CU、DU傳輸，充分發揮OTN技術的優勢，可以顯著提升帶寬，縮短延遲，并有效利用光通道保護功能，提高系統的穩定性。不同位置上的DU容量不同，傳輸點也會有不同的傳輸需求。為了更好地匹配系統能力，需要通過站點的擴展與更新來適應不同的配置。升級OTN集成包可以對CU站點進行信息采集，使系統運行更加靈活，大量的信息可以集中在DU站點處理。然而，在應用OTN技術于5G網絡時，必須構建監控體系，并利用監控系統提升OTN的穩定性和科學性。只有做到這些關鍵點，才能顯著提升5G傳輸水平，全面滿足工作人員的需求。

（二）OTN技術與5G傳輸回程

隨著5G傳輸的快速發展與推廣，城域網流量傳輸得到廣泛應用，主要體現在DC到POP南北和東西方向的流量傳輸上。在建設5G傳輸網的過程中，需要關注回程網絡，以推進一體化業務，實現數據信息的互聯。根據前述內容，合理應用OTN光傳送網是必要的，用于實現不同DC之間的高速互聯，構建信息資源池，并根據DC的配置需求對帶寬進行配置。升級套餐后，還需要進一步加強5G回傳網絡功能，以實現相關業務的聚合。OTN技術可以應用于業務傳輸階段，能夠顯著縮短延遲時間，并有利于擴大容量。然而，在應用OTN技術于5G傳輸回程時，需要投入充足的時間進行運營管理，以提升5G傳輸建設的整體水平，從而充分滿足工作需求。

（三）OTN技術與5G前傳承載技術

無緣波分復用技術的應用前提是通過無線設備發射光源進行光通信。隨著業務需求的快速增長，5G承載側對光纖的要求提出了較高要求，以實現單基站單光纖的配置，并解決前承載問題。舉例來說，對于100G級帶寬配置，可以使用50G*雙波長光模塊進行配置。實踐證明，這種配置效果較好，由于前傳技術成熟，性能優勢明顯，投資成本也相對較低。此外，配置25×4100GLR4光模塊的效果也很好，充分發揮了前傳性能優勢，但投資成本較高。對于100G單波光模塊的配置，需要專門進行方案配置，并對性能進行詳細評估。

（四）OTN技術與光層組網

5G網絡的應用主要集中在局域網和城域網中，相比長距離傳輸而言，其傳輸范圍較短。城域網通常由核心層、接入層和匯聚層組成。在城域網的匯聚層環網中，經過初步規劃、設計和計算后，可以確定帶寬需求層，以滿足500G到1000G的傳輸需求。光層網絡需要采用可重構光設備模型和波段密集型廣播復用模型，并通過點對點連接，將電路層的點ODU進行OTN配置。在匯聚層的連接方式上，可以通過初步規劃和設計得出匯聚層鏈式方案，并與匯聚點的帶寬進行鏈接，實現100G到200G之間的傳輸。在配置25G或100G-BasedLR-4模塊后，光層可以選擇成本較低的光波復設備來滿足網絡的需求。

（五）構建專業技術應用體系

在5G傳輸網建設中應用OTN技術，需要構建完整的技術應用體系，以充分發揮OTN技術的作用。在搭建應用系統之前，需要進行比較和調整工作，確保系統的有效性。只有在完成技術點的操作后，才能真正發揮5G傳輸網的功能與作用。在具體操作過程中，工作人員需要結合實際情況，制定針對性的策略，并合理化各個步驟，有效處理相關問題，以確保技術的有效性。完成專業技術系統的搭建后，還需要進行深入地檢查和分析。系統的同構檢查可以有效發現問題，并采取措施加以解決，以提升對OTN技術的運用水平，真正發揮OTN技術在5G傳輸網中的重要作用。

六、5G承載網OTN規劃

（一）光傳輸方案及依據

近年來，網絡承載的要求不斷提高，在光傳輸方案方面尤為明顯。整體上來看，光傳輸網由核心網、回傳網和前傳網組成。就5G技術的發展而言，不論是核心網、回傳網還是前傳網，OTN技術的發展都面臨著巨大的挑戰。在實際操作中，應用前傳的傳輸技術需要不斷完善無線前傳網有線接口。另外，需要注意的是，5G技術的發展尚未達到端對端系統性規劃的目標，因此在5G技術的發展過程中，OTN規劃問題應被重視。

（二）與其他網絡相協調

5G承載網需要配備相應的IP承載網，以實現不同網絡之間的協作。這是5G網絡運營管理基礎上的重要內容。在5G網絡中，主要采用SDN/NEV架構，其重點在于不同網絡層之間的互操作性。這也將成為OTN系統發展過程中的重要內容，需要引起重視。相比其他系統，OTN系統具有較強的穩定性和可靠性，具備與SDH相同的管理能力。通過應用OTN光通道層結構，可以大幅提升信息監控能力，并顯著提升OTN端到端監控能力，進一步促進信號傳輸能力的提升。因此，在5G承載網中，充分利用OTN系統的優勢，可以為網絡的管理和性能提升做出重要貢獻。

（三）低時延與靈活方案

在5G技術快速發展的過程中，要求端到端的超低毫秒級延遲，這使得5G系統需要具備一定的靈活性。對于OTN廣域網而言，延遲方面確實存在一定的要求，尤其是光纖鏈路無法滿足系統標準和要求的情況下。在解決具體問題時，需要更換硬連接，其中最重要的問題是處理電層信號。在對FEC（前向糾錯）和DSP（數字信號處理）進行處理時，延遲時間和信號傳輸呈現負相關性。在確保信號正常傳輸的同時，如何有效地減少延遲成為最重要的問題，需要采取有效措施進行解決。

此外，對OTN技術進行應用時，可以通過調整帶寬來解決靈活性和精度方面的問題。通過優化帶寬的使用，可以提高系統的靈活性，以滿足不同場景對延遲要求的變化。同時，準確調整帶寬的分配，可以提高信號傳輸的精度，確保數據的可靠性和準確性。綜合考慮延遲和精度方面的要求，并采取適當的措施確保系統的性能是關鍵。

七、結束語

綜合以上內容來看，在建設5G網絡的過程中，充分應用和發揮OTN技術的作用是至關重要的，并且它也是推動5G網絡發展的重要基礎。在5G傳輸網的建設過程中，需要具備靈活的調度能力，同時還要體現出統一性的多傳輸能力。從總體上來看，合理運用OTN技術可以為5G網絡發展注入新的活力，推動智能光網絡的快速發展。在未來的發展進程中，相信相關人士會進一步加深對OTN技術的研究，不斷提升建設5G傳輸網的水平，從根本上提高5G網絡建設的質量，并全面滿足工作需求，進一步推動社會經濟的穩步發展。

作者單位：曾杰 劉志強 國網江西省電力公司宜春供電分公司

參" 考" 文" 獻

[1]范璐璐，張延杰，王凌航，等.基于OSU的OTN技術在滇中引水工程中的部署策略[J].長江科學院院報，2022，39（12）：147-153.

[2]龔雅棟，荊瑞泉，周恒，等.基于OSU的M-OTN技術創新和應用部署研究[J].電信科學，2022，38（11）：96-105.

[3]高立坡，康偉，郝軍魁，等.基于OTN技術的電力通信網絡業務路由優化算法[J].自動化技術與應用，2021，40（11）：75-79.

[4]黃瓊，王青郁，袁芳，等.5G產業下移動集團專線與傳送網差異化服務轉型方案研究與探討[J].通信技術，2021，54（06）：1417-1426.

[5]尚立，袁欣雨，張志欽，等.基于OTN技術的光路自動保護倒換可靠性分析[J].光學與光電技術，2021，19（03）：95-99.

[6]張優訓，張華榮，劉小春.面向5G的傳送承載網網絡架構及組網方案研究[C]//廣東省通信學會.2017廣東通信青年論壇優秀論文集.[出版者不詳]，2017：13-18.

[7]楊永軍，劉冬梅，李昶，等.面向5G的城域傳送網規劃方法及模型研究[J].電信工程技術與標準化，2020，33（07）：20-22.

[8]牛春，崔鳴，陳一偉，等.面向5G的城域傳送網匯聚機房配套能力算法[J].電信工程技術與標準化，2020，33（09）：32-37.