IUV-5G承載網的應用與配置

摘要：5G承載網是無線網與核心網的網絡連接基礎，它具備超大帶寬、超低時延和靈活智能的特點。IUV-5G作為先進的虛擬網絡仿真工具，為5G承載網的研發、規劃、部署、優化和運維提供了有力支持。文章聚焦于IUV-5G承載網的應用與配置，探討承載網的配置要點，旨在為5G網絡部署與優化提供參考。

關鍵詞：IUV-5G；承載網；靈活以太網；電交叉；穿通

中圖分類號：TN915 文獻標志碼：A

0 引言

5G承載網是5G網絡的重要組成部分，它負責將5G基站產生的數據高效、可靠地傳輸到核心網，同時將核心網下發的數據傳輸到5G基站［1-2］。當下，5G承載網研究現狀呈現出技術發展迅速、網絡架構優化和應用場景豐富的特點［3］。隨著5G技術的不斷發展，云網融合、網絡安全和網絡能效等問題日益凸顯。如何提高5G承載網的網絡性能與安全，降低運營成本，已成為業界關注的焦點。

本文結合IUV-5G虛擬仿真軟件，介紹了電交叉、靈活以太網（Flexible Ethernet，FlexE）和穿通3種承載網連接技術。本文對3種連接方式的設備放置、數據配置和驗證方法進行了介紹。

1 承載網常用技術

1.1 電交叉連接

電交叉連接可以根據需要將不同輸入信號靈活地連接到不同端口，從而實現信號的調度和傳輸［4］。該技術通過信號輸入、交叉連接和信號輸出等步驟，動態地調整信號路由，進而實現網絡的靈活調度和高效傳輸。

1.2 FLexE技術

FlexE是一種新型的以太網傳輸技術，其核心機制主要包括時間片劃分、容量映射、靈活帶寬配置以及時鐘同步等。該技術支持任意多個不同子接口在任意一組物理層上映射和傳輸，從而實現捆綁、通道化及子速率等功能。

1.3 穿通技術

在承載網中，穿通技術指的是數據或信號從一個網絡節點穿透到另一個網絡節點，而不需要在中間節點進行復雜的處理或轉換［5］。該技術能夠確保數據快速且準確地傳輸，同時減少中間環節可能引入的錯誤和延遲。本文以某市1區匯聚機房與某市3區匯聚機房的通信為研究對象，通過應用穿通技術穿透2區匯聚站點，實現跨區域的高效數據傳輸。

1.4 IUV-5G軟件簡介

IUV-5G全網虛擬仿真軟件具有內容豐富、界面清晰、功能齊全的特點。該軟件深入模擬了基于真實5G網絡流程的部署與優化過程，通過網絡規劃、網絡配置和網絡調試等學習步驟，能夠幫助用戶加深對獨立組網與非獨立組網架構中核心網、無線網及承載網的理解。其功能模塊涵蓋3個城市場景的17個承載網機房，包含設備放置、數據配置、鏈路檢測與光路檢測等核心操作，同時支持多種業務場景和接入方式。用戶可根據需求對系統進行靈活配置與調整，從而實現不同場景下的仿真目標。

2 承載網的應用與配置

5G承載網作為新一代通信基礎，有效確保了5G網絡的高速率、低時延和高可靠性技術特性，使得終端用戶能夠獲得優質的5G服務體驗。本文基于IUV-5G仿真平臺，針對承載網建設過程中涉及的設備部署、數據配置及業務驗證等關鍵環節展開系統闡述。表1所示為某市各機房IP地址規劃方案。本文構建了完整的承載網絡架構：核心網節點通過光纖直連承載中心機房；承載中心機房與骨干匯聚機房采用雙平面設計，通過電交叉技術實現鏈路通信與光路通信的物理隔離；骨干匯聚層采用FlexE技術與1區匯聚機房建立邏輯通道；1區與3區匯聚節點間部署穿通技術實現業務直傳；通過3區匯聚機房完成對C站點接入層的網絡覆蓋。經測試驗證，全網在工程模式下可實現端到端的聯網通信。

2.1 電交叉連接

本文以某市承載中心機房與骨干匯聚機房之間的配置為研究案例，系統闡述了承載網中電交叉組網技術的實現原理。配置過程中應注意區分同頻連接和異頻連接。

2.1.1 同頻連接

（1）設備配置。

本文選擇某市承載中心機房作為部署節點，用戶需在機房內放置切片分組網（Slicing Packet Network，SPN）和光傳送網（Optical Transport Network，OTN）設備。在實施過程中，用戶須選用成對LC-LC光纖，其中一端接入SPN設備的10-1接口（速率為100GE），對端連接至OTN設備3號槽位CQ4端口的第1接口。

在OTN單板配置階段，應使用LC-LC光纖將8號槽位L1T接口與12號槽位CH1頻率接口互聯，同時將該槽位出口與11號槽位進口對接。對于跨機房連接，須采用單根LC-FC光纖，從設備出口端接入光纖配線架（Optical Distribution Frame，ODF），對端選定某市骨干匯聚機房6號端口與1號端口的T接口。

該方案要求同步使用相同規格的光纖連接R接口，最終接入OTN設備21號槽位進口。后續使用LC-LC單纖將對應出口連接至22號槽位進口，同時配置相同CH1頻率的LC-LC光纖連接8號槽位L1R接口。某市骨干網機房依照相同標準完成設備互聯配置。

（2）數據配置。

某市承載中心機房須進行以下配置操作。用戶需選擇SPN物理接口配置，根據機房IP地址規劃，用戶為對應端口配置IP地址192.168.11.1，完成配置后啟用該端口IP。在OTN電交叉配置環節，相關配置應與設備連線對應匹配，特別注意要保持2個機房時隙配置的一致性。同時依據L1T對端相連頻率要求，根據設備連線情況選擇CH1完成頻率配置。某市骨干匯聚機房配置同一網段IP為 192.168.11.2，其余數據配置與承載中心機房配置一致。

（3）驗證。

完成上述設備配置與數據配置后，本文對SPN設備對接進行鏈路檢測。測試過程中，用戶選擇192.168.11.1作為源地址，192.168.11.2作為目的地址，點擊左下角進行ping測試，顯示數據包 0丟失［5］，鏈路檢測通過。

本文繼續對OTN設備對接進行光路檢測。用戶選擇某市承載中心機房OTN設備的C1T/C1R作為源地址，某市骨干匯聚機房OTN設備的C1T/C1R作為目的地址，執行顯示光路檢測成功，光路檢測通過［6］。

2.1.2 異頻連接

（1）設備配置。

異頻連接的設備配置步驟與同頻設備配置基本相同，但在頻率配置環節略有差異。在某市承載中心機房中，選擇LC-LC光纖，一端連接OTN設備中7號槽位的L1T接口，對端則連接17號槽位的頻率CH6接口。另選一根LC-LC光纖，此時需要選擇不同頻率，即將CH8頻率連接到8號槽位的L1R接口。切換到某市骨干匯聚機房的配置時，其他連接步驟與同頻配置相同。由于某市承載中心機房發送頻率CH6、接收頻率CH8，因此，在某市骨干匯聚機房中，配置為發送頻率CH8、接收頻率CH6。

（2）數據配置。

在某市承載中心機房中，本文選擇SPN物理接口進行配置，找到設備配置中已連線的接口，根據機房IP地址規劃，為該接口配置IP地址為192.168.12.1。接著，選擇OTN電交叉配置，此處配置應與設備配置中的連線相對應，特別注意確保2個機房的時隙配置一致。同時，完成頻率配置，依據設備配置連線情況，選定頻率CH6。某市骨干匯聚機房配置同一網段IP為 192.168.12.2，其余數據配置與承載中心機房配置一致。

（3）驗證。

驗證方法與同頻連接一致，分別進行鏈路檢測和光路檢測，顯示數據包0丟失與光路檢測成功即代表配置成功。

2.2 靈活以太網

本文通過配置某市骨干匯聚機房與某市1區匯聚機房的連接介紹FLexE配置。

（1）設備配置。

在完成OTN電交叉配置后，在某市骨干匯聚機房進行下一步操作。在該機房內，選擇成對的LC-FC光纖，一端連接至SPN設備的11-1接口（該接口速率為100GE），另一端則接入ODF架，對端連接至某市1區匯聚機房的相應接口。至此，某市骨干匯聚機房的設備配置已完成。某市1區匯聚機房依照相同標準完成設備互聯配置。

（2）數據配置。

在進行靈活以太網配置時，首先配置一個Group ID，此處設定為2［6］，其成員接口需要與之前的設備配置連線保持一致，具體選擇為100GE11/1接口。接著，配置Client ID為2并確保Group ID與前一項保持一致，同樣設置為2。

在時隙配置環節，若采用靜態配置方式，時隙對應機房的位置與數量必須完全一致；而若選擇自動時隙配置，則僅需數量一致，位置不做具體要求。本文所述配置選擇自動時隙配置方式并設定了3個時隙。

進入邏輯接口配置階段，找到FLexEVE接口配置選項，接口ID可根據實際情況自由配置。在綁定成員接口時，需要確保與上一項的ID一致，此處為2。隨后，根據機房IP地址規劃，為該端口配置IP地址為192.168.13.1。某市1區匯聚機房的數據配置與之基本一致，該機房的IP地址設置為192.168.13.2。配置完成后，啟用2個機房端口的IP地址。

（3）驗證。

驗證過程中，用戶需選擇192.168.13.1作為源地址，192.168.13.2作為目的地址，點擊ping測試，數據包0丟失，成功ping通。

2.3 穿通

穿通配置使得數據可以在不同的網絡節點之間透明地傳輸，而不需要在中間節點進行處理或轉換。本文通過配置某市1區匯聚機房與3區匯聚機房的連接介紹穿通技術。

（1）設備配置。

某市1區匯聚機房、2區匯聚機房和3區匯聚機房的設備配置與FlexE設備配置相同，均為選擇成對的LC-FC光纖，一端連接SPN設備接口，一端連接ODF的對應端口。

（2）數據配置。

本文所述某市1區匯聚機房的數據配置過程，參照上述FLexE數據配置的方法。根據機房IP地址規劃，為該端口配置了IP地址為192.168.14.1，啟用了該端口的IP地址。

進行某市2區匯聚機房的數據配置時，需要先完成FLexE的用戶和組配置，然后點擊FLexE交叉選項，在2區匯聚機房中實現成員1和成員2的交叉連接。

某市3區匯聚機房的數據配置過程與1區匯聚機房相似。根據機房IP地址規劃，為該端口配置IP地址為192.168.14.2。當所有FLexE狀態均顯示為UP時，標志著數據配置工作完成。

（3）驗證。

本文選擇某市1區匯聚機房的192.168.14.1作為源地址，某市3區匯聚機房的192.168.14.2作為目的地址，隨后點擊左下角進行ping測試。測試結果顯示，數據包0丟失，成功實現了2個機房之間的ping通。

2.4 全網搭建

本文需要在某市實驗模式完成的基礎上，進一步實現某市核心網、承載網與無線網的連接。

2.4.1 核心網與承載網的對接

（1）設備配置。

首先選擇某市核心網機房，開啟交換機。隨后，選擇成對的LC-FC光纖進行連接，其中一端連接至交換機設備的17號接口（該接口速率為100GE），一端接入ODF對端為某市承載中心機房端口2的接口。至此，某市核心網機房的設備配置已完成。某市承載中心機房依照相同標準完成設備互聯配置。

（2）數據配置。

首先進入某市核心網機房的數據配置界面，選擇交換機物理接口配置選項。隨后，找到先前在設備配置中已連線的17號接口并將其網關設置為11。

接著，選擇交換機3層接口配置選項，根據機房IP地址規劃，為新增網關配置相應的IP地址和子網掩碼。某市承載中心機房的配置過程與某市核心網機房保持一致。根據機房IP地址規劃，為某市承載中心機房配置IP地址為192.168.10.2。

完成上述設備配置和數據配置后，選擇某市核心網機房的192.168.10.1作為源地址，某市承載中心機房的192.168.10.2作為目的地址進行測試，沒有丟包代表連接成功。

2.4.2 承載網與無線網的對接

（1）設備配置。

首先進入某市3區匯聚機房，選擇成對的LC-FC光纖進行連接。其中一端連接至SPN設備的11-1接口（該接口速率為100GE），另一端則接入ODF架，與某市C站點機房的1號端口相對接。至此，某市3區匯聚機房的設備配置已完成。某市C站點機房的設備配置過程與之相似。

（2）數據配置。

首先進入某市3區匯聚機房的數據配置界面，選擇SPN物理接口配置選項，根據機房IP地址規劃，為該端口配置IP地址為192.168.15.1。某市C站點機房的配置過程與3區匯聚機房保持一致。根據機房IP地址規劃，為C站點機房配置IP地址為192.168.15.2。

完成上述設備配置和數據配置后，選擇核心網機房的192.168.10.1作為源地址，C站點機房的192.168.15.2作為目的地址進行測試，沒有丟包代表連接成功；業務調試切換到工程模式，拖動移動終端到C站點任一小區可以實現聯網通信。

2.5 3種連接方式

本章節介紹了電交叉、FlexE和穿通3種不同的連接方式，它們在通信領域中各有合適的應用場景。電交叉連接適用于電力系統、電力電纜的交叉互聯等場景，FlexE連接適用于5G網絡分片、專線接入等場景，穿通連接則適用于某些專線服務或特定網絡架構。3種連接方式各有優劣，選擇哪種方式取決于具體的應用場景和需求。在實際應用中，需要根據實際情況進行權衡和選擇。

3 結語

本文基于IUV虛擬仿真軟件平臺，通過模擬某市承載網機房的連接，詳細介紹了5G承載網中的3種常見連接方式：電交叉連接、FlexE連接以及穿通連接。其中，電交叉連接以其強大的靈活性、可靠性和可擴展性著稱，能夠迅速適應新的業務需求和網絡拓撲結構的變化；FlexE技術則通過精密的時隙控制機制，有效提升了網絡的吞吐量和響應時間，進而支持了多種復雜的應用場景；而穿通連接則是在FlexE技術的基礎上，通過物理以太網接口的直接交叉連接，省去了在每個節點機房進行煩瑣的邏輯接口配置步驟，從而顯著提高了整體通信效率。

盡管這些技術已經獲得了廣泛的研究與應用，但在服務質量和維護成本方面仍有較大的提升空間。在實際承載網連接場景中，常可見到多種技術融合使用的情況。本文致力于探索如何在使用過程中整合各種技術的優勢，以降低運維管理的復雜性，提升全網的服務水平。這不僅是當前面臨的重要課題，也是未來研究與學習的方向。

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（編輯 王永超編輯）

Application and configuration of IUV-5G bearer network

LIU "Guijie

（Jiangsu Engineering Vocational and Technical College， Nantong 226000， China）

Abstract： The 5G carrier network is the network connection foundation between wireless networks and core networks， which has the characteristics of ultra large bandwidth， ultra-low latency， and flexible intelligence. As an advanced virtual network simulation tool， IUV-5G provides strong support for the research and development， planning， deployment， optimization， and operation of 5G carrier networks. The article focuses on the application and configuration of IUV-5G bearer network， exploring the key points of bearer network configuration， aiming to provide reference for 5G network deployment and optimization.

Key words： IUV-5G; bearer network; flexible ethernet; electric crossover; penetration