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（海南中京南方信息工程有限公司，?？?570125）

隨著科技的不斷發(fā)展，5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)逐漸代替4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。5G網(wǎng)絡(luò)能夠滿足用戶對網(wǎng)絡(luò)的速度以及網(wǎng)絡(luò)連接方面的需求，為用戶帶來超清的視頻、虛擬技術(shù)以及高級(jí)游戲等項(xiàng)目的體驗(yàn)，而且在5G到來之際，不僅改善了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的成本和效率，還推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的創(chuàng)新，拓寬了通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展空間。但是面向5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提升了對光傳送網(wǎng)的需求，也給光傳送網(wǎng)帶來了一定的挑戰(zhàn)。

1 5G網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要滿足用戶對覆蓋范圍、容量、功耗以及傳輸速度等方面的需求。用戶對高容量和覆蓋面廣的需求主要運(yùn)用在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中，主要具備的功能為可靠性高、延時(shí)短以及功耗低，經(jīng)常應(yīng)用在垂直領(lǐng)域以及物聯(lián)網(wǎng)中，5G網(wǎng)絡(luò)的整體架構(gòu)分為接入網(wǎng)和核心網(wǎng)，5G接入網(wǎng)包括控制平面和用戶平面，而5G核心網(wǎng)包括負(fù)責(zé)訪問及移動(dòng)管理功能的AMF、支持用戶平面功能的UPF、負(fù)責(zé)會(huì)話管理功能的SMF。5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要服務(wù)對象分為兩方面，即移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)，對于應(yīng)用在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中的場景包括以下方面：其一，持續(xù)時(shí)間長且覆蓋范圍廣的場景；其二，高容量熱點(diǎn)場景。對于應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)中的場景包括以下方面：其一，連接比較大且具有低功耗的場景；其二，可靠性比較高且延時(shí)短的場景。根據(jù)不同的場景，面臨的問題也有所差異，差異性主要體現(xiàn)在：在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下用戶對網(wǎng)絡(luò)最低傳輸速率的體驗(yàn)；一定面積內(nèi)網(wǎng)絡(luò)支持的設(shè)備總量；數(shù)據(jù)從發(fā)出到接收過程中的時(shí)間；滿足網(wǎng)絡(luò)性能要求的同時(shí)，雙方之間產(chǎn)生的最大速度；在一定區(qū)域內(nèi)流量的總和；單個(gè)用戶體驗(yàn)時(shí)最高的傳輸峰值等，而且這些功能在5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，都會(huì)根據(jù)場景的不同而有不同的考核標(biāo)準(zhǔn)。

2 光傳送網(wǎng)的特點(diǎn)

光傳送網(wǎng)主要是在特定的范圍內(nèi)，為用戶的各種業(yè)務(wù)提供傳輸通道的網(wǎng)絡(luò)，能夠保證用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴９鈧魉途W(wǎng)的主要作用是傳輸網(wǎng)絡(luò)、選擇路徑、復(fù)用以及監(jiān)視等。光傳送網(wǎng)能夠幫助多種用戶網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的處理及傳輸。光傳送網(wǎng)可以對不同用戶使用的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行映射及傳輸，并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃?。光傳送網(wǎng)中應(yīng)用的SDN，具備跨層的全網(wǎng)視野，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化。集中掌握全網(wǎng)的流量情況，不僅可以利用全網(wǎng)帶寬的資源、縮短收斂的速度和延時(shí)情況，還有利于打破網(wǎng)絡(luò)管理中體制存在的障礙，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的開放性，從而提高網(wǎng)絡(luò)的利用效率、降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的成本。光傳送網(wǎng)中具有靈活性的SDN能夠調(diào)整帶寬，使光傳送網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)更加靈活和具有彈性，滿足用戶對網(wǎng)絡(luò)中靈活快速調(diào)整帶寬的需求。通過光傳送網(wǎng)實(shí)現(xiàn)SDN控制器件的接口，最終達(dá)到調(diào)整帶寬的目的。光傳送網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對NFV的應(yīng)用，可以通過硬件或軟件的功能，以虛擬化的技術(shù)降低成本費(fèi)用，根據(jù)相應(yīng)的需求完成自動(dòng)服務(wù)，使運(yùn)營商能夠?qū)⒊休d網(wǎng)絡(luò)的硬件和虛擬化的技術(shù)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中可編程的虛擬化效果。NFV能夠在軟件加以控制和處理，對5G網(wǎng)絡(luò)功能的重組和增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的彈性具有重要作用。

3 面向5G的光傳送網(wǎng)需求

按照5G通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)來看，光傳送網(wǎng)處于5G通信網(wǎng)絡(luò)中的控制面板與轉(zhuǎn)發(fā)面之間，在5G網(wǎng)絡(luò)中起到承載的作用。面對5G通信網(wǎng)絡(luò)中比較苛刻的傳輸功能以及組合網(wǎng)絡(luò)的功能，就需要光傳送網(wǎng)的功能更加優(yōu)質(zhì)、智能、靈活，才能適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)展需求。

3.1 延時(shí)短需求

5G通信網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用中，提高了對延時(shí)短的要求，空口延時(shí)不能大于1m/s，也要縮短數(shù)據(jù)從發(fā)出到接收過程中經(jīng)歷的時(shí)間。要求面向5G網(wǎng)絡(luò)的光傳送網(wǎng)不僅能呈現(xiàn)出較短的傳送效果，還要呈現(xiàn)出較短的接收效果。根據(jù)現(xiàn)階段光傳送網(wǎng)的延時(shí)情況進(jìn)行分析，光傳送網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)從發(fā)出到接收過程中經(jīng)歷的時(shí)間出現(xiàn)延時(shí)的現(xiàn)象，主要是由于網(wǎng)絡(luò)中光纖傳輸?shù)穆窂健⒅欣^站點(diǎn)等導(dǎo)致數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)延時(shí)。其中網(wǎng)絡(luò)中光纖傳輸?shù)穆窂皆驅(qū)е碌臄?shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)延時(shí)現(xiàn)象約占80%，所以在光傳輸網(wǎng)中能夠有效降低延時(shí)的方法可以規(guī)劃出最短的光纖傳輸路徑。還可以選擇超低損光纖的方式減少點(diǎn)中繼的數(shù)量，以此來滿足5G網(wǎng)絡(luò)下對光電傳送網(wǎng)功能的需求。

3.2 高可靠性需求

5G網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行中需要有較高的可靠性，這就需要光傳送網(wǎng)在5G網(wǎng)絡(luò)下傳輸?shù)倪^程中提供較高的可靠性?，F(xiàn)階段，光傳送網(wǎng)已經(jīng)有不同類型的保護(hù)措施，而且光傳送網(wǎng)在運(yùn)行中的模型大多呈現(xiàn)的是環(huán)形組網(wǎng)，該種方式主要路徑的延時(shí)性較差，不符合光傳送網(wǎng)在5G網(wǎng)絡(luò)中延時(shí)短的需求，所以需要將光傳送網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行升級(jí)，在延時(shí)短方面，可以減少復(fù)用的層級(jí)以及減少或者取消緩存等方式來滿足5G網(wǎng)絡(luò)中對延時(shí)短的需求，使傳輸?shù)臅r(shí)間達(dá)到1μs揮著更短。在組網(wǎng)架構(gòu)方面，可將網(wǎng)絡(luò)扁平化，與最短光纖傳輸路徑相結(jié)合，共同構(gòu)建出延時(shí)短、高可靠性的光電傳送網(wǎng)。

3.3 靈活化需求

5G通信網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)內(nèi)容比較豐富，在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不同場景中需要光傳送網(wǎng)的功能更化靈活化，這就在一定程度上要求光傳送網(wǎng)在5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行中提高其靈活性能。所以光傳送網(wǎng)需要引進(jìn)更多先進(jìn)的技術(shù)，才能滿足5G網(wǎng)絡(luò)對光傳送網(wǎng)的需求，使光傳送網(wǎng)在面向5G網(wǎng)絡(luò)中能夠更加靈活，增加光層與電層的協(xié)調(diào)性能，充分提高網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的靈活性。

3.4 智能化需求

5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有靈活、開放、智能等特征，這就需要5G網(wǎng)絡(luò)中的光傳送網(wǎng)能夠控制軟件定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的能力，從而使網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)現(xiàn)優(yōu)化和升級(jí)。5G通信網(wǎng)絡(luò)主要以軟件定義網(wǎng)絡(luò)為主要技術(shù)，將控制面與轉(zhuǎn)發(fā)面加以分離，使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)變得更加靈活、開放、智能。光傳送網(wǎng)結(jié)合軟件定義網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)之后能夠在5G通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮出價(jià)值，如對控制面進(jìn)行集中控制，增強(qiáng)控制面中的智能功能，提高網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)中的工作效率以及資源的利用率；借助5G通信網(wǎng)絡(luò)中的虛擬性特征以及資源，完成對硬件和軟件的分離，充分實(shí)現(xiàn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中控制器的開放性，使運(yùn)營中的管理更加簡化；通過網(wǎng)絡(luò)的開放特征以及應(yīng)用層中的接口，使光傳送網(wǎng)的業(yè)務(wù)具有編制程序的能力，從而使網(wǎng)絡(luò)的帶寬更加靈活，滿足光傳送網(wǎng)在5G網(wǎng)絡(luò)中的需求。

3.5 大容量需求

就目前光傳送網(wǎng)的發(fā)展形勢而言，光傳送網(wǎng)絡(luò)中的主線已經(jīng)越來越成熟，而且光傳送網(wǎng)中的傳輸功能會(huì)隨著各種新技術(shù)的應(yīng)用不斷創(chuàng)新，增加光傳送網(wǎng)中的容量，以此來滿足光傳送網(wǎng)在5G網(wǎng)絡(luò)中對大容量的需求。

4 面向5G光傳送網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)

光傳送網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)中的核心部分，在面對5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的大容量、速度快、靈活智能化等需求時(shí)，光傳送網(wǎng)就目前的發(fā)展形勢來看，面臨的挑戰(zhàn)主要有以下幾個(gè)方面：

4.1 選擇及落實(shí)光傳輸技術(shù)方面

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的承載需求來說，光傳送網(wǎng)絡(luò)由傳送網(wǎng)絡(luò)、接收網(wǎng)絡(luò)以及核心網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。根據(jù)5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求，光傳送網(wǎng)在光傳輸技術(shù)方面面臨著多樣化的挑戰(zhàn)，尤其是傳送網(wǎng)絡(luò)的問題最為明顯，5G網(wǎng)絡(luò)中要求光傳送網(wǎng)具有大容量以及密集度比較高的接入，但是該特征使得傳送網(wǎng)絡(luò)中的光纖直驅(qū)無法應(yīng)用在5G網(wǎng)絡(luò)中。選擇滿足傳送網(wǎng)絡(luò)功能的技術(shù)還有待研究，而且5G網(wǎng)絡(luò)中就目前來說，還未對數(shù)據(jù)從發(fā)出到接收過程中經(jīng)歷時(shí)間的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行規(guī)定，因此光傳送網(wǎng)在面向5G網(wǎng)絡(luò)中的傳輸仍面臨挑戰(zhàn)。

4.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面

在5G網(wǎng)絡(luò)中需要光傳送網(wǎng)具備大寬帶以及延時(shí)短的特征，5G網(wǎng)絡(luò)的到來，對RAN架構(gòu)及核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)都產(chǎn)生了一系列的影響，CRAN網(wǎng)絡(luò)由4G網(wǎng)絡(luò)中的BBU+RRU兩級(jí)結(jié)構(gòu)升級(jí)到CU、DU、AAU的三級(jí)結(jié)構(gòu)。CU與DU不僅能夠?qū)崿F(xiàn)分散部署，還能夠?qū)崿F(xiàn)合并部署。根據(jù)其不同部署情況，CRAN網(wǎng)絡(luò)可以分為三種不同的網(wǎng)絡(luò)，主要為AAU與DU之間屬于前傳網(wǎng)絡(luò)、DU與CU之間屬于中傳網(wǎng)絡(luò)、CU以上屬于回傳網(wǎng)絡(luò)。前傳網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng)能夠根據(jù)不同的場景，靈活選擇光纖直驅(qū)、有源WDM、無源WDM方案，前傳網(wǎng)絡(luò)并沒有明確對光傳送網(wǎng)的需求；而中傳網(wǎng)絡(luò)和回傳網(wǎng)絡(luò)都需要光傳送網(wǎng)滿足大寬帶、靈活化等需求，所以這兩種網(wǎng)絡(luò)可以選擇相同的承載方案。

隨著SDN、NFV等技術(shù)的不斷引進(jìn)，5G網(wǎng)絡(luò)逐漸向DC化升級(jí)，成為5G網(wǎng)絡(luò)的載體，而傳統(tǒng)設(shè)備NFV化部署于DC之上，主要提供其計(jì)算、轉(zhuǎn)發(fā)以及儲(chǔ)存等功能。電信機(jī)房重新構(gòu)成DC四級(jí)結(jié)構(gòu)。對于無線網(wǎng)絡(luò)來說，由于射頻單元以及有源WDM等都需要集中分布在基站上，因此四級(jí)的DC結(jié)構(gòu)將升級(jí)成五級(jí)的DC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)階段，IPRAN/PTN主要承載4G及政企組的網(wǎng)絡(luò)型業(yè)務(wù)，在5G時(shí)代中，需要以SDN為切入點(diǎn)，與DC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，將IPRAN/PTN設(shè)備普遍應(yīng)用于各層級(jí)的DC中進(jìn)行部署。5G網(wǎng)絡(luò)中的光傳送網(wǎng)將會(huì)采取基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)的功能以及協(xié)同編排方案的三層架構(gòu)。

5 結(jié)束語

綜上所述，按照5G通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要求，光傳送網(wǎng)承載網(wǎng)絡(luò)需要滿足大容量、延時(shí)短、靈活化、高可靠性以及智能化等方面的需求，但是光傳送網(wǎng)在5G網(wǎng)絡(luò)中仍面臨著很多挑戰(zhàn)。所以要想使光傳送網(wǎng)在5G網(wǎng)絡(luò)中滿足其發(fā)展需求并解決這些挑戰(zhàn)，相關(guān)研究部門就需要對光傳送網(wǎng)的技術(shù)加以革新，強(qiáng)化5G網(wǎng)絡(luò)中光傳送網(wǎng)技術(shù)的性能，為5G網(wǎng)絡(luò)下光傳送網(wǎng)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。