5G时代传输网络建设策略探讨

文｜杨 柳，李丹雪，王佳，李卓

5G时代传输网络建设策略探讨

文｜杨 柳，李丹雪，王佳，李卓

随着5G时代的到来，人们对数据传输的需求将发生较大变化，而且5G通信系统对于传输网络的建设也提出了更高的要求。当前，我国移动网络运营中，大多仍沿用SDH光传输，对于网络QoS质量十分重视，网络的结构也以纵向型结构为主体，造成了传输网络的开放性存在一定的不足，也使得移动通信网络建设周期较长，后期的维护和升级成本较高，从而无法满足5G网络运营的需求。这就需要结合国内移动运营商现有传输网络的技术特点为，结合先进的传输技术设计理念，对5G通信时代PTN网络建设策略做更加深入的分析和探讨，为5G时代的到来提前做好相关的技术准备。

一、移动运营商传输现状

随着移动通信网中数据传输业务的快速增长，传统SDH网络已经不能适应数据类业务的增长，新型的传输网络技术以其支持弹性通道,更高速率、更大的传送流量等技术特点受到移动运营商的青睐。就当前而言，在IP化、5G化的趋势下，PTN、IPRAN在移动通信网络建设中得到了广泛的采用。其中中国电信以IPRAN为主，中国联通帽为IPRAN为主流，也引入了PTN。而中国移动的网络建设是以PTN为主。中国移动存量设备中，SDH与DWDM仍占有较大的比重，而在建的传输设备则多使用PTN。其中LTE业务主要由OTN与PTN共同承载。在移动通信本地网络传输网络，主要分为城域核心层、骨干层、接入层，以及地域骨干层，不同层面的对于网络传输设备的要求也各有不同。

二、两种主流传输技术主要特点及优劣分析

（一）PTN网络技术特点

在当前时期，移动通信运营商通过PTN来承载LTE网络，同时，为了保障网络QoS，将MPLS-TP技术应用于PTN网络之中。在通过网络运行质量的分析也发现，MPLS-TP技术对于确保QoS起到积极的作用。MPLS-TP是一类基于连接的分组交换网络技术，MPLS-TP主要的技术特点有：

具有十分强力的数据传输性能，且十分安全、可靠。

节省了MPLS信用命令以及繁杂的IP功能，通过MPLS标签来替代路径。

MPLS技术能够独立于客户及控制层面存在，对多业务的承载效果也较好，还可以在各类物理层中运行。

（二）IPRAN网络技术特点

IPRAN网络技术的IP 指的是互联协议。 IPRAN技术标准主要基于Internet工程任务组(IETF)的MPLS工作组发布的RFC文档。IPRAN是以IP/MPLS技术为基础的一种IP化的移动回传网技术，通过实现IP城域网、城域传输网等网络的内汇聚，然后在核心层和接入层通过IP/MPLS和增强以太网技术结合的传输技术。比传统移动通信传输技术具有更多的传输优势，其技术特点主要体现以下几个方面：

多业务承载能力和分区域、多进程技术。

网络拓展性更强，可以提供高带宽等多样化的需求。

更好的保证QoS性能。

业务配置灵活

可靠性和安全性进一步提升。

（三）两种传输网络分析

1. PTN优劣势分析

PTN的优势主要体现在：PTN商用能力强，能够快速实现网络部署；PTN在传输网络总体成本上占有比较优势。这主要是因为PTN商业进程快，在PTN设备采购成本相对较低，运维管理平滑，几乎不需要对现在运行的运维组织进行调整，就可以满足其运维要求。因此，从运维成本和设备成本方面都具有较大优势。PTN现网投资有利。PTN可以很方便的与SDH互联互通能力，达到传输网络平滑演进，降低了传输网络投资成本，又最大限度的保护了现网投资。PTN的综合承载能力已经得到了验证，无论是实验室测试还是外场测试，都对TN的综合承载能力进行了确认。PTN网管与维护能力强。PTN可靠性高、可维护性强，其自身所具有的良好的完善的网络管理及保护机制，使网络的质量与安全得到进一步保证，能够满足无线网络及大客户网络对高服务质量要求。PTN的产业链成熟。目前，国家相关部委已有了明确的PTN入网流程，《PTN总体技术要求》也进入送审报批状态，PTN国际标准已经明朗化。。

PTN的劣势则主要表现为以下方面：无论是IETF、MEF 还是ITU-T 均没有对以太网业务的实现技术进行规定，可以使用的技术如QinQ(vlan 嵌套)，MAC 此难以实现互联互通。保护机制还存在不足。ITU-T和IETF两大阵营因为对于PTN 保护机制各执已见，也致使其保护功能不如MSTP 完善和全面。目前主要有1：1 保护以及1+1 备份保护，而支持Steering 保护或Wrapping 保护，倒换时间相对延长，而且在Wrapping 保护进行保护倒换出现丢包严重的现象，这样对于就无法满足大数据业务传输实时性的要求。PTN 与现在网络中基于SDH 的MSTP/ASON 网络实现同步出问题，无法达到相互兼容。PTN 设备处于商用化初期阶段，设备的稳定性与网络的成熟度和安全性方面还得到进一步实践验证。分组承载网对于分组网络上TDM 业务传送出现分组丢失、抖动、分组包乱序。

2. IPRAN优劣势分析

IPRAN技术的优势主要体现：IPRAN技术可以对现有移动网络进行承载，同时，为各种业务的开展提供承载的平吧，使得网络资源进下统一协调，从而对移动网络运行能力的提高有很好技术支持。归纳而言，就是多业务承载、多进程、多分区；IPRAN技术的IP构架基本相同，从而可以使移动宽带具有丰富的路径，使组网运行更完善。可实现业务的自动化调整，进一步提高了业务通道配置效率。提高了移动业务的承载质量，可以为不同业务提供不同的业务保障。

IPRAN的劣势则主要表现为以下方面：与PTN技术相比，在网络的自愈保护方面相对较弱，而且在技术试验和测试过程中，也发现有的移动业务无法满足其需求。维护保养任务量大。因为业务路由的不透明，配置比较复杂，对故障检测较为繁琐。建设成本高，网络初期建设投资消耗较大。

三、5G时代传输网络的建设策略

随着移动通信技术的发展，4G网络已经投入商用多年，而5G网络也在进入了综合测试阶段，5G时代的到来，对于传输网络的建设也提出了更高的要求，通过对目前主流的两种传输技术分析，5G时代传输网络的建设策略如下：

（一）优化网络结构

5G作为下一代通信技术，相比4G不单单是多了1G这么简单，5G不仅能带来更快的传输速率和更高的网络带宽，也将带来超高可靠性和低延迟，并实现大规模机器间的相互通信。因此，早期的移动通信网络为了使其符合IP化的趋势，宜选用层次化网络结构，网络结构向扁平化的方向发展。在移动通信确认采取PTN技术做为5G发展的方向后，PTN扁平化发展具有以下优势：第一，能够降低运营商对设备厂家的依赖，进一步提高移动运营商对5G网络的掌控力。第二，能够很好的降低对光纤资源的投入和占用，降低网络的建设与维护成本。通过对网络结构层次的优化，实现网络扁平化，也可以使得节点的投入得到进一步优化，对机房建设支出降低明显，大大节约了建设成本。第三，可实现对目前现有网络系统的全面优化，提升PTN网络带宽，网络层次架构进一步缩减。

（二）选用MPLS为骨干

在传输网络建设时，应重新规划和设计网络层次，对PTN设备进行升级化改造。在这方面，需要在骨干网络层面保留MPLS，骨干网层以下停止采用MPLS。这样做主要是为了保证骨干网络IP传输质量。同时，针对LTE的技术特点，应合理规划LSP带宽，为了保证骨干网络的稳定运行，LSP宜配置带宽高一些。加大网络技术研发，针对不同的应用需求，提供合适的场景安排。在对城域网中PTN设备进行功能升级时，应能够同步支持RIP、BGP以及SOPF等相关路由协议。MPLS实现了面向连接的业务，在移动回传网上已经得到了大量的部署，成为了当前移动网络承载技术的首选。对于新的IP化基站，可以根据需要部署L2VPN或者L3VPN，增加网络的灵活度，为LTE的部署做好规划。

四、结语

总而言之，随着移动服务的普及和物联网的发展，人们对数据流量的需求激增。据预测，2020年的数据流量将比2010年增长1000倍。5G系统研发面向2020年移动通信应用需求。万物互联的背景下，加上高速率的保证，移动信息消费潜力巨大。传统的网络传输设备和数据网络设备之间的边界已经愈发模糊，基于PTN的5G传输网络的建设也必须适应现存的传输网络架构，向着5G时代网络发展来建设和步署，才能为5G时代的到来提前做好相关的技术准备。

作者单位：中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司