5G 通信技術承載網構建分析

楊彬

（中通服中睿科技有限公司，廣東 廣州 510630）

0 引言

對于5G 通信技術而言，其具有大容量、高效率及低時延的特點，在其應用后不僅可以增加在人們生活方面的幫助，更可以增加在人們工作環節的便利性，5G通信技術的承載網在建設期間需提高對各環節問題的分析，通過了解在建設環節存在的不足才能讓相關人員積極地進行技術革新，從而給到網絡發展一定的支持，并達到提高移動通信用戶滿意度的目的。

1 5G 通信技術對承載網提出的要求

1.1 低時延性

在5G 通信技術應用過程中能夠與物聯網相互對接，對時延性方面提出了較高的要求，并可以實現S1接口的延時。

1.2 大寬帶

通過網絡寬帶需求方面的增加，大寬帶呈現出指數的增長狀態，使得通信單基站能夠將帶寬延伸到Gbit/s 的數量級。

1.3 高精度的時間同步

運用基站與多輸入多輸出（multipleˉinput multipleˉ output, MIMO）技術的聯合數據發送方式，提高超高精度的同步技術應用效率，最終達到高精度時間同步的目的。

1.4 網絡切片化

根據廣東省當地的場景需求進行分析，運用多功能的資源分片以及功能裁剪方式，讓系統可以與對應的業務相互對接控制業務的運維流程，這樣則可按需完成業務場景的適配操作形成嚴謹的網絡架構，如此則可保證5G 多樣化的需求能夠得到滿足，其中網絡切片管理功能如圖1 所示。

圖1 網絡切片管理功能

1.5 NFV 控制架構及SDN 控制架構

通過5G 通信技術的應用讓其網絡能力得以強化，運用開放式的方法保證完成的運營模式能夠被順利應用拓展盈利空間，從而依靠網絡功能虛擬化（network function virtualization, NFV） 及軟件定義網（software defined network, SDN）控制架構滿足承載網的運維需求，如圖2 所示。

圖2 NFV 控制架構及SDN 控制架構

1.6 網絡承載前移

結合現有前端傳網要求進行分析，根據5G 內的單扇區狀態及時與通用公共無線接口（common public radio interface, CPRI）接口進行對接，讓接口的帶寬能夠提高到160 倍。而其中的頻譜帶寬可以提高到10倍。由此方式確保天線數能夠提高到16 倍。同時若5G 時延處于下降的狀態，直到其達到了100US 以下就可以選用CPRI 接口的操作方式創建出對應的承載預案。

2 5G 通信技術承載網構建的相關措施

5G 通信技術承載網中的傳輸5G 業務及接入5G網絡也可稱之為5G 核心網。其是5G 網絡在運維過程中的基礎，在其工作過程中不僅可以高效低處理數據流量，更可以保證網絡傳輸的安全性。所以5G 通信技術承載網需要銜接好管理面、用戶面以及控制面這三個部分，并通過以下操作方式使承載網在構建環節更加完整。

2.1 確認通信網絡形式

如今的5G 技術發展速度正不斷地加速，使得不同業務需求、終端、光傳輸技術（optical transmission techˉ nology, OTT）合作模式也儼然而生，并增加了彼此之間的差異性。所以為保證網絡資源的合理傳輸，給到資源存儲工作相應的保障，應定向調整目前的傳輸資源，在確保系統靈活性的基礎上運用協作建設的方式形成承載網的總體網絡架構，以完成網絡部署工作（圖3）。

圖3 5G 網絡部署流程

而經南方新聞網2022 年8 月15 日的報道可知，廣東移動公司與南方電網公司合力打造了南方電網的5G 智能電網項目，并已經成功入選了世界5G 大會。同時兩大公司攜手將5G 新技術進行規模化地應用，使得電力5G 以虛擬的狀態完成頂層設計、技術驗證及安全論證等操作，使得數字電網與5G 技術深入融合。這樣則可給到虛擬網端相應的安全保障，運用5G 局域網傳送的方式，將1%的物理資源模塊（physical resource block, PRB）資源進行預留，彌補5G 切片資源管理方面的空白，更是在廣州南沙及深圳龍崗等地全面孵化了54 個業務場景，涵蓋了電力的變、發、輸、用及配等內容，形成了24 個規模化的重點場景，并于2022 年已經完成了6000 多個5G 的終端上線，讓當地的示范效應得以展現。同時為積極構建5G 通信技術承載網，可依靠SDN 架構的方式（圖4）讓網絡能夠被有效地控制。

圖4 SDN 網絡承載網的架構流程

讓各級數據管理中心將工作進行對接，實現對NFV 的綜合部署并依靠硬件平臺完成對應的支撐操作，使得5G 通信在應用過程中能夠更有意義，讓硬件及軟件等基礎設施維持分離的狀態。在新型的網絡形式應用過程中工作人員則可堅持靈活性的原則，利用SDN 或NFV 技術創建出網絡功能模塊，以保證承載網的高效運行。并且可以利用SDN 技術調動功能模塊，在提升用戶服務質量的同時使用戶的個性化需求能夠得到滿足。

2.2 形成融合化的網絡形式

為保證移動通信網與固定寬帶網的合理融合，需增加在5G 通信技術承載網創建環節的思考，運用綜合部署和運營管理等方式形成融合化的網絡形式，以銜接各個層級之間的關系，使得核心網與接入網進行連接，發揮出網絡中的轉發功能、控制功能及接入功能。

其中5G 網絡邏輯架構依靠控制、接入以及轉發等功能組合而成。①接入平面，涵蓋了無線接入設備及類型基站，讓5G 內的基站可以進行交互，保證其可以運用組網拓撲的方式，在短時間內完成無線接入的協同控制工作，使無線資源能夠提高利用率。②轉發平面，其根據用戶端的狀態進行分析，運用分布式的網關將集成邊緣的內容進行處理，運用緩存以及業務加速的方法完成對控制平面的管理。這樣數據在轉發過程中則可提高其利用效率，讓其中的靈活性也可以得到提升。而網關內的會話基本會呈現出控制分離的狀態，使得網關不會以分布式的情況出現。如此則可運用集中調度的方法增加移動邊緣內容、網關錨點等的應用，以計算出數據流的低延時傳輸效率，增加其中的流量以完成數據的轉發操作[1]。③控制平面，其需要依靠網元進行控制，運用功能重構以及抽離的方法，讓網絡內的控制流程得以簡化。依靠全局調度的方式將轉發及接入的資源進行處理，并按照需求完成編排工作。如此則可運用網絡分片技術讓服務網絡能夠被隔離以及重新構建。從而實現邏輯處理與狀態的分離，讓控制面的功能可以模塊化，使控制面內的各項數據內容能夠具備邏輯功能[2]。

2.3 加強網絡帶寬規劃

因為5G 前傳包含了分布式及集中式的工作內容，其中涉及了無線接入的場景。所以在網絡帶寬規劃的過程中應運用大型、小型及中型的部署方式，在網絡渠道內構建出分布單元池化和中心單元云化區域，以形成5G 承載網的整體架構（圖5）。

圖5 5G 承載網的整體架構

首先，當站型是S111 時，則承載網內的帶寬峰值是7Gbit/s；其中的平均帶寬是3Gbit/s；當站型是S222時，則單基站的帶寬峰值為10Gbit/s，它的平均值大約是4Gbit/s。同時在回傳網絡的建設過程中，工作人員也需增加在基站方面的思考，了解基站峰值的變化情況，保證基站能夠正常地運行。而在進行實際規劃環節應增加對地域情況和流量之間差異性的了解，一旦區域內的業務流量呈現出升高的狀態需要選擇50GE 的接入環完成對接工作。而單個接入環必須可以滿足20～30個5G 共享基站的運維要求，讓其可以順利接入[3]。

其次，若該區域內的業務流量呈現出較低的狀態，則可增加10GE 接入環的應用，在保證其可以與無線通信網對接后方可拓展基帶的處理單元，以完成精準地預測操作，使得后續的帶寬能夠有效地進行拓展。

最后，在基于帶寬的單元（bandwidth based unit,BBU）端可以運用10GE、25GE 以及GE 型的接口完成連接。

2.4 選擇合適的部署方式

通過分配單元（distribution unit, DU）的設置讓工作人員增加在5G 技術應用時集中化處理，讓前傳網絡在應用期間以光纖直驅技術為主，適當地增加基站及載頻的數量使得所消耗的光纜資源能夠減少。首先，網絡部署應增加多方面的思考，讓工作人員在建設承載網的過程中增加在性價比方面的思考，運用合適的有源光傳送網完成數據信息的傳輸操作，從而防止光纜資源發生被占用的情況。并且也可增加資金的投入，一旦DU 接入遙控射頻單元及有線天線單元就可以滿足當前的光纖資源利用需求，使得光纖可以直驅應用完成在現場內的綜合部署[4]。

其次，若無線遠端單元（radio remote unit, RRU）及有源天線單元（active antenna unit, AAU）的數量相對較多，二者之間的相隔距離也較遠，其中可以使用的光纖資源就會有限。所以可以運用無源波及有源光傳送網（optical transport network, OTN）的復用，通過無源波分復用（wavelength division multiplexing, WDM）部署的方式，則可在指定區域內完成部署。如此在AAU 及DU 上設置彩光模塊，讓無源設備發揮出WDM 技術的作用，使得工作人員運用一對或是一根光纖就可以將AAU與DU 進行連接[5]。

最后，可采用微波部署的方法，依靠微波完成重點數據內容的傳輸，讓數字資源在此進行高效地利用。但此時光纖資源容易發生應用不到位的情況，所以只有選擇位置較遠以及空曠的區域進行部署才能展現出微波部署操作的效果。但仍存在性能監控及遠端管理方面的問題，使得部署的成本提高。所以此方法不能在承載網構建環節廣泛使用。

3 結語

綜上所述，目前隨著5G 的到來，承載網的規模也日益擴大，使人們對帶寬的需求也有所增加，讓設備在應用期間的性能也越來越完善。所以5G 通信技術承載網的構建需要增加在通信業務可靠性、帶寬、同步能力以及時延方面的思考，讓工作人員增加在承載網構建環節的思考，選擇合適的部署方法，做好帶寬規劃及時間同步操作，則可以解決一些網絡結構方面的問題，使得網絡可以協同運轉，從而增加在承載網建設環節的支持。