冒星星，丁 寧

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210000）

1 5G承載網(wǎng)重要特點

5G承載網(wǎng)是基于移動互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)使用而言的，涉及較多內(nèi)容，應用范圍廣。結合它的功能框架，可將其劃分為5G同步網(wǎng)、轉(zhuǎn)發(fā)平面與協(xié)同管控。該承載網(wǎng)實際建設中的主要特點體現(xiàn)在3個方面[1-3]。第一，低延時。不同于4G時代的網(wǎng)絡匯聚型流量轉(zhuǎn)發(fā)，5G網(wǎng)在應對VR/AR、自動駕駛以及智能工業(yè)制造等多樣化需求時，需提供網(wǎng)絡RTT時延7 ms、5 ms甚至1 ms以下。通過核心網(wǎng)下沉、直通轉(zhuǎn)發(fā)技術以及FlexE專用通道等承載網(wǎng)優(yōu)化措施，降低承載網(wǎng)時延。第二，可靠性高。實際運行中，5G承載網(wǎng)多種場景需求需達到接近100%的穩(wěn)定與可靠，同時需滿足較大的容災能

力和故障恢復能力。第三，高靈活性。相較之傳統(tǒng)網(wǎng)絡，5G承載網(wǎng)能夠靈活承載寬帶能力。通過引入L3 VPN和SR-TP技術實現(xiàn)三層到邊緣，并引入SDN技術對各類業(yè)務進行自動化配置，從而在整體上提高5G承載網(wǎng)的運行靈活性，保障網(wǎng)絡的運行質(zhì)量。

2 5G承載網(wǎng)架構演進

2.1 核心網(wǎng)架構

4G網(wǎng)絡時代，核心網(wǎng)以集中部署方法為主。5G網(wǎng)絡時代，業(yè)務需求呈現(xiàn)多元化，其核心網(wǎng)呈現(xiàn)云化發(fā)展。結合低時延uRRLC（可靠性高與通信低延遲）、eMBB（增強移動寬帶）、mMTC（大規(guī)模機器通信）等各業(yè)務需求，進行集中部署或部分下沉形成靈活網(wǎng)絡架構，表現(xiàn)出明顯的網(wǎng)關下移、就近轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)同、終結本地流量與去中心化趨勢等[2]。

2.2 基站架構

2.2.1 架構變化

5G時代，一定程度上是重新切分了4G BBU與RRU的功能，將RAN劃分為有源天線處理單元AAU、分布單元DU與集中單元CU等不同部分。其中，CU功能部署靈活，能夠與DU共址部署，也可在X86服務器上進行集中云化部署。當前，3G網(wǎng)絡在AAU與DU、DU與CU間完成了標準化切分接口。AAU是由BBU部分物理層處理功能與原有的RRU合并而來，而BBU并非實時分割而來，而是將其重新界定為CU，負責對非實時協(xié)議與服務進行處理[1]。BBU其他功能則界定為DU，負責物理層協(xié)議與實時服務的處理。

2.2.2 5G前傳接口變化

基于架構演進，5G重新界定了基帶與遠端射頻等處理功能鍵的前傳接口。4G網(wǎng)絡時代，前傳接口是CPRI協(xié)議。大寬帶、多流與Massive MIMO等技術驅(qū)動下，5G網(wǎng)絡時代，傳統(tǒng)前傳CPRI接口有了更高的傳輸帶寬要求。結合計算結果，低頻100M/64T64R配置下，5G CPRI流量將達到400G[4]。在此基礎上，CPRI聯(lián)盟重新定義前傳接口為eCPRI標準，以此降低帶寬要求。5G AAU與DU/CU間eCPRI接口最大接口為25G，支持以太封裝、分組承載及統(tǒng)計復用等。

3 5G承載網(wǎng)重要需求

3.1 寬帶新需求

5G承載網(wǎng)中，5G業(yè)務與網(wǎng)絡架構非常重要，對承載網(wǎng)技術指標有一定影響，帶寬、時鐘以及精度等也是重要的影響因素。另外，5G無線網(wǎng)絡與核心網(wǎng)絡架構的改變，使得承載網(wǎng)的網(wǎng)絡功能出現(xiàn)了網(wǎng)絡切片與路由轉(zhuǎn)發(fā)功能增強等新要求。

3.2 低時延與高可靠性需求

互聯(lián)網(wǎng)技術的應用降低了網(wǎng)絡時延，能夠有效滿足互聯(lián)網(wǎng)相關的高效需求，利用低時延與高可靠性恢復系統(tǒng)的相關能力。

3.3 智能化需求

互聯(lián)網(wǎng)應用過程中，用戶需求有所差異?；ヂ?lián)網(wǎng)5G智能化技術可靈活應用各種有效而快捷的業(yè)務活動，擴大設備容量，滿足承載網(wǎng)的數(shù)量需求，有利于增強大容量帶寬效率。

3.4 組網(wǎng)靈活性需求

在5G網(wǎng)絡運行中，結合不同業(yè)務應用場景，以及機房、光纖和距離等不同條件，DU/CU選用不同的部署方式。作為5G承載網(wǎng)的基礎配套，靈活適配各種基站部署能力至關重要。此外，5G網(wǎng)包含豐富的其他流量，如DU間的CoMP協(xié)同流量、相鄰CU間的eX2橫向流量以及核心網(wǎng)云化互聯(lián)流量等[5-6]。因此，要求5G承載網(wǎng)路由具備靈活轉(zhuǎn)發(fā)能力。

3.5 網(wǎng)絡切片需求

5G網(wǎng)為人們提供了更加豐富的應用場景，其性能指標要求不同場景是不同的，無法利用一張物理網(wǎng)滿足所有需求。因此，需要利用5G網(wǎng)支持端到端切片管控與承載，以確保各項業(yè)務活動能夠滿足差異化需求服務。

4 5G承載網(wǎng)演進思路

4.1 超100G規(guī)?；ㄔO

5G網(wǎng)絡的不斷演進或?qū)⑹钩休d網(wǎng)提前進入超100G規(guī)?；ㄔO階段，同時亦能更加有效地整合現(xiàn)網(wǎng)資源，優(yōu)化網(wǎng)絡結構，提高網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量。

4.1.1 超100G波分規(guī)模化部署

隨著5G不斷增長的業(yè)務需求，城域承載網(wǎng)核心層逐步采用400G波分技術提升網(wǎng)絡帶寬容量?？紤]到網(wǎng)絡容量需冗余，相應的骨干承載網(wǎng)必然采用超100G波分技術，以滿足日益增長的業(yè)務需求?，F(xiàn)階段，在超100G波分技術中，雙載波DPM-16QAM方式400G系統(tǒng)已最大程度復用了100G階段的技術，具有成本低、傳輸距離適中等優(yōu)點[3]，業(yè)界已有商業(yè)案例，可為后期超100G波分規(guī)模化建設提供有效保障。

4.1.2 綜合業(yè)務承載網(wǎng)超100G部署

現(xiàn)網(wǎng)PTN/IPRAN網(wǎng)絡承載家庭寬帶、集團客戶以及移動無線網(wǎng)業(yè)務。隨著5G業(yè)務需求量的增加，近中期升級到100GE/200GE，遠期升級到100GE/200GE，個別熱點區(qū)域升級到400GE，全網(wǎng)存在超大匯聚節(jié)點的鎮(zhèn)區(qū)提前規(guī)劃建設分流100G設備。在網(wǎng)絡的核心層和匯聚層，設備需要支持更大的線路接口，接口速率向超100G方向發(fā)展，400G、T級別大接口將成為現(xiàn)實，OTUCn、Flex E等技術將被引入。

4.2 基礎資源大規(guī)模整合

在5G規(guī)?；ㄔO背景下，移動、聯(lián)通、電線、廣電以及鐵塔公司不再只顧自有的網(wǎng)絡基礎資源。日益增長的需求以及低效的基礎資源利用，必將成為各家網(wǎng)絡建設的主要矛盾。各家網(wǎng)絡建設公司求同存異，積極探索利益共同點，有效整合現(xiàn)網(wǎng)基礎資源。

5G網(wǎng)絡的建設要點，整合基礎網(wǎng)絡是首要問題，以自上而下地確保光纜網(wǎng)實現(xiàn)網(wǎng)格化。同一層次上，承載網(wǎng)與業(yè)務網(wǎng)網(wǎng)元盡可能保持同節(jié)點亦或是就近部署，提升帶寬效率的同時，降低轉(zhuǎn)接次數(shù)。

4.3 通信機房DC化趨勢

面對5G規(guī)?；ㄔO的背景下，傳統(tǒng)運營商機房在承載網(wǎng)中逐漸被DC機房取代，以滿足5G時代多方資源整合和業(yè)務調(diào)度的靈活性。

未來，基礎設施層將只使用少量專用硬件設備，并將采用大量標準化和可部署云的硬件設備，即逐步從目前的傳統(tǒng)機樓向數(shù)據(jù)中心（DC）架構改造。網(wǎng)絡DC位于與虛擬化網(wǎng)絡元件和專用硬件設備集成的新型網(wǎng)絡機房中。未來的網(wǎng)絡DC將分別繼續(xù)使用四層架構“區(qū)域DC+核心DC+邊緣DC+接入局所”，與現(xiàn)有的通信機房保持一定的對應和繼承關系。

4.4 對5G業(yè)務需求的針對性滿足

4.4.1 業(yè)務類型邏輯分層

5G承載網(wǎng)是基于網(wǎng)絡實體展開部署的，利用邏輯分層而不是物理隔離實現(xiàn)“光+IP”[4]。光層上，OTN網(wǎng)絡傳輸帶寬比較大，大容量通用交叉矩陣利于ODUk和Packet實現(xiàn)統(tǒng)一交換。未來發(fā)展中，將對VCn顆粒交叉功能進行逐步完善。

對于OTN光網(wǎng)絡，邏輯上可將其分割為光層、ODUk層及分組層3部分，能夠滿足不同的業(yè)務需求。光層面?zhèn)魉筒ㄩL級別大顆粒，在符合性能要求的基礎上，提供直達傳送路徑，減少中間節(jié)點壓力的同時，降低轉(zhuǎn)接時延性。

4.4.2 適應性滿足時延要求

對于5G網(wǎng)絡，結合ITU與IMT-2020所界定的關鍵能力指標，各種5G業(yè)務有不同的性能側重點要求，控制類與交互類等業(yè)務有較高的時延性要求。4G回傳網(wǎng)絡向5G網(wǎng)絡演進初期，光網(wǎng)絡技術與光纜條件無法滿足接入層網(wǎng)格化要求，環(huán)形網(wǎng)絡存在很多轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，二層設備有較大的轉(zhuǎn)發(fā)時延。此種情況下，考慮EPC從核心層逐漸下沉，減少回傳路徑，以減小時延。

5 結 論

綜上所述，結合5G網(wǎng)絡業(yè)務特點構建靈活快捷的承載網(wǎng)，是現(xiàn)階段網(wǎng)絡建設的必然趨勢，也是面臨的重要挑戰(zhàn)?，F(xiàn)階段，5G網(wǎng)絡業(yè)務呈現(xiàn)明顯的多樣化趨勢，結合各業(yè)務場景合理選擇承載方案，是5G承載網(wǎng)演進的核心。