5G通信传输网络的建设策略分析

杨文波

摘   要：文章主要针对5G通信的传输网络建设策略进行综述分析，希望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。

关键词：5G;通信;传输网络;建设策略

面对即将到来的5G时代，现代人对于数据传输方面的需求变化显著，5G通信网络系统对传统网络建设要求逐步提高。现阶段，移动网络实际运营期间，仍然沿用着同步数字系列（Synchronous Digital Hierarchy，SDH ）的光传输，颇为重视网络服务质量（Quality of Service，QoS），网络结构以纵向型的结构作为主体部分，导致传输网络开放性处于不足状态，促使移动通信的网络建设有着较长的周期，后期升级的维护需要较高成本，难以充分满足用户对5G网络的运营需求。对此，结合无线接入网IP化（IP Radio Access Network，IPRAN）与分组传送网（Packet Transport Network，PTN）两种传输技术特征及优缺点，深入研究5G通信的传输网络建设策略尤为重要。

1    IPRAN与PTN两种传输技术特征及优缺点分析

1.1  特征分析

1.1.1  IPRAN的特征

IPRAN是该项网络技术当中的IP，它主要指互联协议。IPRAN该项网络技术主要标准为：以Internet工程的任务组为基础，由多协议标签交换（Multi-Protocol Label Switching，MPLS）的工作组来发布请求评论（Request For Comments，RFC）信息文档。而IPRAN则是基于IP/MPLS核心技术条件下IP化移动式回传网的技术。经实现了城域的传输网、IP城域网等网络内部汇聚后，在接入层与核心层促使以太网技术、IP/MPLS相融合的一种传输技术，与传统模式下移动通信的传输技术相比，传输优势较为突出，技术特征如下：可实现多业务的承载、多进程与多区域技术;具备极强网络的拓展性，能够提供较高带宽及多样化需求，为QoS各项性能提供保障;业务配置极具灵活性，可提升安全可靠性[1-2]。

1.1.2  PTN的特征

现阶段，移动通信的运营商借助PTN实现长期演进（Long Term Evolution，LTE）网络承载。为能够为网络QoS提供保障，可在PTN当中应用MPLS-TP技术，经分析网络运行综合质量后可了解到，MPLS-TP技术针对网络QoS的保障作用较为突出。MPLS-TP技术，属于以连接分组交换为基础的一项技术，应用特征如下：数据的传输性能较强、可靠、安全，可节省MPLS的信用命令及繁琐IP功能，借助MPLS的标签可代替路径。MPLS技术，可在控制层与客户当中独立存在，对于各项业务有着良好的承载效果，可运行于各種业务层。

1.2  优缺点分析

1.2.1  IPRAN的优缺点分析

（1）IPRAN网络技术的优点集中表现为：能够承载现有的移动网络，在统一协调网络资源，为提升移动网络总体运行能力提供技术保障，总体可概括为多分区、多种业务承载;IP总体构架相同，能为移动宽带提供丰富的网络资源，完善组网运行，自动化地调整业务，在业务通道有着较高配置率，移动业务总体承载质量得以显著提升，能够为不同的业务提供针对性的保障[3-4]。

（2）IPRAN网络技术缺点集中表现为：相比PTN的网络技术，IPRAN网络技术在网络自愈保护层面薄弱，经技术测试与试验后可分析，移动业务并不能够满足实际需求与各项标准，且维护保养有着较大任务量，配置复杂、业务路由缺乏透明化，故障检测繁琐，总体建设成本极高，网络建设初期有着较大投资消耗量。

1.2.2  PTN的优缺点分析

（1）PTN优点集中表现为：较强的商用能力，可快速地进行网络部署;在传输网络的总成本当中，PTN也占据较大优势，主要是由于PTN的商业进程相对较快，PTN设备进购成本低，日常运维管理较为平滑，基本上无需调整设备运维组织，便可充分满足基本运维需求。故而，设备总体成本与运维成本方面属于PTN最大优点，PTN现有网投占据一定有利地位。PTN便于与SDH实现互通、互联，传输网络可实现平滑演进，传输网络总体投资成本能够得到降低，为现网投资提供保护。PTN综合承载力基本得到验证，实验室或者外场测试，均可进一步确认PTN综合承载力。PTN有着极强维护及网管能力，且具有较强维护性及可靠性，自身具备着完善的保护机制及网络管理，可保证网络安全与质量，可充分满足于大客户的网络及无线网络等需求。PTN产业链较为成熟，国家有关部委对PTN入网的流程已基本确认，PTN总技术要求进入了送审报批阶段，PTN的国际化标准已明确[5-6]。

（2）PTN缺点集中表现为：ITU-T，MEF，IETF均未有以太网的业务实现技术的相关规定与标准，可运用技术MAC，QinQ等均很难实现互通、互联，保护机制还不够健全。IETF，ITU-T这两大阵营由于对PTN的保护机制存在着不同意见，导致保护功能方面不及MSTP全面且完善，只包括1+1的备份保护与1∶1保护。对于Wrapping与Steering保护的支持，其倒换的时间较长。Wrapping的保护实现保护倒换期间存在严重丢包情况，很难满足大数据实时性业务传输需求。现行网络与PTN当中以同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）内部的ASON/MSTP为基础网络，在实现同步方面有问题，无法实现兼容。PTN设备属于商用化的初期，设备自身稳定性及网络安全性、成熟度还需进一步验证。分组的承载网，其针对分子网络当中TDM业务的传输有分组包乱序、抖动及分组丢失等状况存在。

2    建设策略研究

2.1  建设前传网络

建设前传网络，可借助无源波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）与有源两种方式，以更加适应5G网络的建设需求与标准，无源方式中WDM方案为首选。择选无源方式当中WDM方案，是因其可借助便捷传输形式，将运输期间经济成本降低，这一方面优势较为突出，尤其是对于接入侧面成本，可提升接入侧面的使用性能。同时，因网络连接集中性较强，针对网络维护有着极强的便捷性优势。

2.2  建设中传/回传网络

建设5G通信的传输网络期间，鉴于组网与宽带灵活度要求较高，在网络架构中这两个方面均是以相同承载方法为依据。实际网络机构当中，需涵盖接入层、汇聚层与骨干层等各种层次。网络结构不仅要加以优化，且光传送网（Optical Transport Network，OTN）网络应借助多协议与以太网等实现流量监控交换，以充分满足5G通信传输网络的基本承载要求，满足总体建设需求。

2.3  网络结构优化

5G作为新一代的通信技术，它与4G相比，并非仅多1G。5G可带来更高的网络宽带与更快的传输速率，即为低延迟性与高可靠性，大规模的机器相互间通信传输即可实现。故而，早期移动通信系统网络为能够与IP化趋势相符合，选用了层次化的网络结构，且该网络结构逐渐向着扁平化方向发展。移动通信在确定以PTN该项技术为5G主要发展方向之后，PTN技术扁平化的发展优势具体如下：（1）可促使运营商针对设备厂家依赖性将各地，移动运营商掌控5G网络的能力得以显著提升。（2）可确保光纤资源的实际投入与占用得以降低，网络建设及维护成本也逐渐降低。网络结构经层次优化后，基本可实现扁平化，促使节点投入得以优化，机房建设支出有效降低，建设成本节约成效显著。（3）可全面优化现有的网络系统，将PTN的网络宽带提高，有效缩减网络的层次化架构。

2.4  坚持以MPLS为骨干

建设传输网络期间，需重新对网络层次进行规划设计、升级优化或者改造PTN设备。针对这一举措，应在骨干网络层面将MPLS保留好。针对骨干网层的以下部分，应停用MPLS。这一举措，主要是为确保骨干网络的IP实际传输质量得到提升。结合LTE技术优势，需科学、合理地进行LSP带宽规划，为确保骨干网络可持续稳定的运行，需提高LSP的配置，并加大对网络技术的研发力。结合不同应用需求及标准，做好最适宜的场景布局与安排。城域网络当中PTN设备，应升级其各项功能，同步支持SOPF，BGP，RIP等路由的协议。MPLS应面向连接业务，在移动的回传网络上做好部署，便于成为移动网络首选承载技术。针对IP化新基站，需结合实际需求及标准进行L3VPN或L2VPN部署，确保网络灵活度得以提升，做好LTE规划部署。

2.5  注重5G云化的数据中心建设

应注重5G云化的数据中心建设，在研究具体建设方案期间，应认识到大型数据中心往往占据5G通信传输网络最为核心部分，运行期间可与海量数据信息实现长距离交互。故而，大型的數据中心不仅能够实现可靠、稳定地在较长距离范围内传输信息，还能够在相应分钟级业务当中实现较大容量与波长的互联。针对该技术层面，需与相关通信技术、OTN技术性相结合，以完成核心层DC的间传输，为高效率及大容量传输提供保障。不仅要保证网络传输的准确性与速度均能有效提升，还需在传输过程中保证其可靠性与安全性。针对这一方面要求，可借助电层与光层这一双层保护形式对网络运行安全进行维护。

3    结语

综上所述，伴随移动终端服务逐渐普及及物联网持续发展，现代人们对于数据流量的实际需求处于激增状态，据相关预测数据显示，预计在2020年数据流量同比2010年将增长约1 000倍左右。5G系统的研发，以物联网为背景，主要面向在2020年已动工的终端通信实际应用需求，移动信息存在巨大的消费潜力，而传统网络的传输设备与数据网络化设备相互间边界逐渐模糊化，以PTN为基础的5G传输网建设发展，应适应于现存传输网络基本架构，逐渐向着5G网络化时代进行部署及建设发展，才能够更好地为5G信息化时代到来提早做好技术方面的相关准备。

[参考文献]

[1]吕畅.关于5G移动通信传输网络建设策略[J].数字通信世界，2018（4）：258-259.

[2]杨柳，李丹雪，王佳.5G时代传输网络建设策略探讨[J].中国信息化，2017（7）：517-519.

[3]李硕.5G时代的传输网络建设策略分析[J].中国新通信，2017（20）：770-771.

[4]施云龙，聂丹丹.5G时代传输网络建设策略探讨[J].中国新通信，2017（15）：147-148.

[5]何世东，刘平，刘剑.5G时代传输网络建设策略研究[J].数字通信世界，2018（5）：472-473.

[6]林凌，何入海.5G时代传输网络建设的相关研究[J].中国新通信，2018（8）：300-301.

Analysis on the construction strategy of 5G communication transmission network

Yang Wenbo

（Wuhan Branch of China Mobile Communication Group Hubei Co.， Ltd.， Wuhan 430022， China）

Abstract：This paper mainly summarizes and analyzes the transmission network construction strategy of 5G communication， hoping to provide valuable reference or basis for the in-depth study of this subject by relevant experts and scholars.

Key words：5G; communication; transmission network; construction strategy