5G传送网的网络演进方案

于东玉

（吉林吉大通信设计院股份有限公司，吉林 长春 130012）

0 引 言

通信网络自诞生以来，对人们的生活、工作以及出行等产生了巨大影响。人们对信息交流便利的需求，加快了网络通信的发展进程。5G作为当下最热门的科学技术，各国都想占得5G领域的高地。随着我国经济实力的增长，我国对通信网络的科研愈发重视。如今，以华为和中兴为代表的高新技术公司成为5G技术的领头羊，并取得了卓越成就。

1 5G发展与愿景

作为最新一代的蜂窝移动通信技术，5G移动通信技术逐步发展并被广泛应用，促使5G通信时代和全面信息化时代的到来。伴随着无线网络的接入与应用，它支持下的BBU池组化得以实现，同时推动着5G的发展。此技术模式不仅可在移动网络建设与发展中实现基带资源的整合运用，而且可大幅提升频率资源利用率，从而实现网络容量增加与扩展。此外，BBU池组化的基带池架构可在进行网络架构设计和组建过程中，充分利用网络宽度中相对处于灵活状态的BBU和RRU通信接口，满足无线信号传输的稳定性、低误码以及低延迟的需求，以达到更高品质的网络服务质量与效果。

5G构想诞生以来，许多国家都投入了大量人力和财力进行研发。我国也很重视5G的研发，并制订了相关政策。目前，我国已经在广州、上海以及北京等城市部署了约100个5G基站[1]。未来，5G将会融入社会的各行各业，如汽车领域的无人驾驶、医学领域的远程手术、3D打印以及机器人等，将会推动数字经济、管理模式以及资源配置的变革。中国信息研究所预估我国在2020—2025年间，数字经济会增长15.2万亿元。到2025年，5G将会推动新兴业务消费超过8万亿元，并带来300万个就业机会。可见，5G的发展前景超乎想象[2]。

2 5G技术存在的优势

2.1 5G容量的提升

从容量方面来讲，单位面积上5G比4G的移动数据流量增长了1 000倍。

2.2 5G传输速率的提升

从传输速率方面来讲，单个用户的数据提升了10～100倍，传输速率峰值可以达到10 Gb/s，是4G网络速率的100倍。这样的传输速度下，可以做到几秒内下载完成一部电影。

2.3 5G延时的缩短和可接入设备的提升

4G网络的延时大多处于20～40 ms，5G的延时相较于4G缩短了5倍左右，可接入的联网设备数量增加了10～100倍，节省了大量资源，降低了能耗，并且提高了可靠性[3]。

3 传送网结构及优势

3.1 传送网的功能和组成

作为一种网络，传送网的功能是完成不同地点间信息的转移和传递，并在同一时间完成故障的自动切换保护、带宽调整以及管控等管理维护功能。传送网由参考点、拓扑元件、传送实体以及传送处理功能组成。

3.2 传送网的发展

20世纪90年代开始，SDH设备被传送网应用，使得传送网的组网和保护功能被充分利用。SDG技术在传送网中占据主导地位。WDM设备的出现扩展了光领域，利用光纤通信的波分特性，提高了传送网的容量。目前，WDM的快速发展成为传送网实现大容量的主要手段[4]。WDG系统主要用于点和点间的长途运输，其联网是在SDH电层上完成的。

3.3 传送网的概述

通信网的主要功能是通信，包括建立通信连接和管理连接过程。通信网的两大功能是指完成任意两点间信息转移的传送功能，实现各种辅助服务操作维护的控制功能。从信息传递的逻辑功能角度看，传送网是指在不同地点完成各点间的信息转移和传递功能的网络[5]。

4 5G对传送网的要求

4.1 低时延要求

时延是指信息从一端传送到另一端需要的时间。时延低对应的是传送速度快，5G要求时延在1 ms以内[6]。物联网和互联网是5G技术最重要的应用领域，而这两大领域对于信息时延的要求较高。因此，5G技术要想获得普及，必须满足其低时延的功能需求。

想要达到低时延，需解决一些内部时延问题，其中光纤传输道路对时延的影响最大，所以需要缩短光纤输送的距离。未来的无人驾驶汽车、公共安全以及远程手术等，都对时延有较高要求。低时延作为5G传输的重要指标，一定要有技术方面的关键突破。

4.2 高灵活性要求

5G网络与4G网络相比，具有更丰富的服务类型和应用场景，相应的服务宽带需更加灵活与及时，故传送网络需具备灵活特性，以实现带宽的动态化分配。

图1 5G演进方案

5G不论是在基站的架设过程中，还是应用场景和资源分配方面，都面临着基站铺设密集、应用场景复杂多变以及CU和DU等资源分配不均匀等问题。为解决这些问题，对5G提出了高灵活性要求，保证基站在信息传送时结合数个基站能够在不同应用场景中快速切换，从而合理调控资源。5G的演进方案如图1所示。

4.3 带宽要求

5G作为具有超快传输速率的新一代通信网络，必要拥有与之匹配的带宽，以满足日渐增长的信息传输速率要求。因此，5G传送网必然要有大带宽与大容量的功能。

4.4 可靠性要求

5G网络应用的范围会越来越广。未来的无人驾驶、远程控制以及机器人等高新技术产业都需要一个可靠的运行环境[7]。

4.5 大容量要求

作为传送网的指标之一，大容量符合传送网的发展趋势。5G背景下，传送量很重要。随着5G相关技术的快速创新，传送网容量会越来越大，最终达到5G网络要求的容量标准。

5 传送网演进方案

5.1 网络结构的优化

科技迅速发展的影响下，网络结构也在迅速进化，由最初的层次化演变为现在的扁平化。随着5G时代的到来，原有网络架构并不适用于当下，可以以现有架构为基础，对其进行优化与提升，使其能够满足当下网络传输发展需求。

分组传送网（Packet Transport Network，PTN）的发展趋向扁平化，对通信公司起到了积极影响。扁平化可以降低通信公司的运行成本，减少光纤的使用。网络优化对扁平化的快速更新很有帮助，并能减少物资的使用。建设传送网时，不是同一公司生产的设备可能会产生数据误差，导致建设不能顺利完成或完成后产生故障。所以，选择传输设备时应该尽量选择同一公司产品，保证传输设备能够顺利建成，从而减少通信公司的财务损失[8]。

5.2 城域网PTN的优化

差分服务机制（QoS）是PTN技术的一项机制，可以监控整体流量。差分服务机制和PTN技术的配合，可以营造一个很好的环境，避免资源浪费。老式PTN技术已经不能产生很好的使用效果，因此需要更新旧设备，有效结合新旧装置，充分利用设备的功能。在此基础上，具体分析节点数据，对新旧装置进行科学合理的性能升级，彻底优化城域网PTN，从而为传送网的发展奠定基础。

5.3 传送网相关技术的优化

5G对传送网的稳定性和灵活性等指标有更高的要求，为适应5G网络的发展要求，需要优化和改进传送网的传输技术。优化和改进过程要从最初的设计和建造开始，融入LETF方法，这对传送网设备的稳定运行起着至关重要的作用[9]。

6 结 论

5G时代对于通信行业而言，可谓通信技术发展历程的里程碑，也是社会经济良好持续发展的必经阶段。为促使5G传送网络平稳落地，应严格把控设计、建设、运营以及维护等各个环节，推动5G建设，同时针对传统网络结构进行适应性调整与优化，以期为人们提供便利而快捷的生活，从而促进我国的经济发展。