5G系统对本地传送网的技术要求

刘吉成 山东祺瑞电子科技有限公司 宋瑜 中国联合网络通信有限公司青岛市分公司

5G系统对本地传送网的技术要求

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5G网络主要是针对移动互联网的应用,低功耗高速连接和低延时高可靠主要面向物联网和垂直行业的应用。本文结合本地传送网现状, 分析了5G系统对本地传送网的技术要求及近期发展思路。

5G系统 本地传送网 技术要求

1 本地传送网现状分析

5G发展对目前传送网带来巨大的冲击，当前运营商重点建设内容是光传送网OTN 和PTN。OTN 和PTN 进行LTE 全业务承载。无论是全国范围内的一干、省内二干，还是本地网传输设备中，网络架构分布都极为广泛，其主要包含城域骨干层、汇聚层和接入层等。在SDH 基础上，实施PTN网络的构建及发展，其与很多业务都有很强的适配性，能够经济可靠的进行多业务承载，有助于运营商需求满足。该技术相较于SDH 更具优势，实现了SDH 固有缺陷的弥补，但却难以满足扩展性和开放性要求，网络建设及优化成本高，同时实施过程复杂，工程建设周期长，难以适应5G网络运营要求。

2 5G系统对本地传送网的技术要求

2.1 设备组网要求

一是提升PTN带宽。5G基站带宽均值将超过1Gbit/s，峰值更是达到20Gbit/s，对S111站型，CIR/PIR将达到4/16Gbit/s。按每接入环6个站，一个站达到峰值带宽计算，接入环带宽将达到40Gbit/s。考虑到5G基站的密集程度，100Gbit/s组网可能性更大，而核心层/汇聚层则有可能达到T级别组网。二是L3 PTN下沉。eX2流量时延越小，基站协同增益将呈指数增长，但考虑传送网的平滑过渡，建议L3 PTN下沉至汇聚层。三是超100Gbit/s波分。引入400Gbit/s/1Tbit/s用于大颗粒的业务回传。四是CPRI over OTN前传网络。随着5G技术的发展，预计将来会同时存在2G/3G/4G/5G网络，为了统一承载和节省资源，建议引入小型波分，用于BBU至RRU的前传网络。

2.2 分纤点。

分纤点的策略是提高分纤点密度以应对5G基站的超密集组，提高分纤点容量以应对C-RAN建设中的业务割接和5G业务纤芯需求的增加。现网同一个C-RAN区的基站归属不同的BBU池，将导致基站相互干扰，无法实现协同工作、资源统计复用等功能，需要进行业务割接或者配线光缆重新组网，以达到一个C-RAN区内的基站业务均接入到同一个BBU池中。搭建大芯数配线光缆环，同时必须提高二级光缆交接箱的容量，以便进行业务割接。

2.3 低时延

5G网络在互联网和物联网等领域的实际应用中，对低时延提出了更高、甚至苛刻的需求愿景，空口延时小于1ms，端到端时延为ms级。这种ms级的低时延应用场景的业务需求，要求光传送网既能提供极低的传送时延，又要提供极低的处理时延。

2.4 高可靠

5G网络要求稳定性和可靠性高于99．999%，这就要求光传送网同样需要提供非常高的传输可靠性保证。目前，光传送网已实现OLP、OMSP、OCH等针对不同层次的业务保护方案，而且现网运行的光传送网网络模型大多为环形组网，此种组网方式的主备路径时延差往往较大，不适用于5G网络对低时延的要求，同时也不适用于5G网络对高可靠性的要求。因此，需要对光传送网进行网络结构的优化升级，利用光电混合交叉等技术、网络拓扑结构调整和智能控制功能的结合，有效提高光传送网的可靠性和业务健壮性，结合最短传输路径选择策略，构建低时延、高可靠的光传送网络。

2.5 智能化

5G网络将具备更加灵活、智能、高效和开放的特点，这就要求光传送网需要支持软件定义网络（SDN）控制架构，实现网络能力的优化升级。5G 网络将以SDN作为基础技术，真正实现控制平面和转发平面的分离，使整个网络变得更加灵活、智能、高效和开放。光传送网引入SDN功能后在5G网络中的主要优势包括：引入集中控制，提高控制平面智能决策能力，提升业务的部署效率和网络资源利用效率；利用网络虚拟化和资源抽象技术，通过开放和标准化接口实现控制器互联，简化运维管理；通过开放网络和应用层接口，提供光传送网业务可编程能力，可灵活实现光网络VPN 等新型定制化、增值化的业务需求。

3 近期发展思路

3.1 网络结构优化

以往移动通信网络以层次化网络结构为主，存在相关局限性。现阶段，网络结构呈现扁平化发展趋势，与IP 化趋势发展相契合，需要考量的重点内容是现有传输网络与上层网络演进的适应问题。实施网络结构优化，对网络扁平化发展极为有利，可以减少资源浪费实现运维成本控制，加速5G的部署进程，同时能够降低对设备厂家的依赖性，使5G时代传送网络呈现独立发展状态。

3.2 升级PTN 网络，完善QOS 保证

实施网络层次部署工作时， 需要对PTN 设备功能进行升级，骨干选用MPLS，确保本地网设备能够实现三层动态网址寻找。虽然现有运营商PTN 设备支持网络三层功能，但具体实践中，本地网区域内仅能够为二层功能提供支持，在开启PTN 三层静态路由功能之外，仍然需要对PTN 设备功能进行优化和升级。与此同时，其也能够在路由协议中，为动态路由协议提供支持和依托。

5G网络业务需求和网络架构对现有光传送网络提出了大带宽、高容量、低时延、高可靠、灵活管道和智能化等诸多新需求，同时也给光传送网未来发展带来巨大技术挑战。为满足这些传输需求并解决技术挑战，业界需要推动光传送网技术加速革新和演进，为5G网络未来快速发展提供关键的基础承载网络保障。

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