5G通信传输承载网络框架结构技术浅析

宋向前

（中国联通河南省分公司，河南 郑州 450000）

0 引言

5G通信技术的横空出世时间很短，与传统的4G网络相比，5G通信技术具备了快带更大、拓展能力更强、延长时间的缩短，以及超大连接空间和能量消耗降低的诸多优点，而这些优点可以有效改善人们在信息传递和沟通过程中的时间和质量，带来极大便利。

1 5G通信传输承载网络的变化

1.1 传输带宽的增加

在通信技术行业中，相关工作人员都明白一个常识：毫米波虽然传播速度惊人，但是作为短波，它的穿透力和覆盖范围还处在比较局限的范围内。但事实上，5G通信传输承载网络技术中，毫米波却是必争之地，其主要原因是5G通信相比较4G通信而言，数据传输的目标速度可以达到传统4G数据传播速度的10倍，只是在如今的承载网络中60Hz以下的中低频段已经被基本瓜分完毕，因此，5G通信只能通过更高的频段去获取更快的信息传播速度，而毫米波的特征是其正好是处于高频部分，同时因为此频率所特有的丰富资源、带宽极大的优势，以及信道容量和通信带宽之间的正比关系，都恰到好处为如今的5G通信传输技术的发展提供了良好的土壤。简言之，毫米波这样的特性，就直接为5G通信技术解决了信息快速传播的问题。与此同时，在外行看来较为鸡肋的60Hz频段却被作为5G的基石，与毫米波互相配合，便能解决信息通信技术过程中跨区域传输的问题。

1.2 基带单元的变化

在传统的4G通信传输承载网络中，基带单元的主要材料是光纤，并通过公共无线电接口协议对射频单元进行拉远的操作。但在5G通信技术中，基带单元的功能模块被进行了更精细的划分，基带单元和天线单元大多是集成在一起，并且这种集成度非常高，当两者的集成度越高，用户的下载速率也就越高，在目前笔者所了解到的数据中，下载速率甚至可以达到1Gbps，对大量信息的连接都有极大的支撑。也就是说，5G通信技术直接将连接互联网的BBU部分直接拆分为分部单元和集中单元，而这样做的好处是5G通信技术可以对多个基站进行同时控制，以此方式来提高信息传输的效率。因此，5G通信传输承载网络中基带单元的改变，也是如今5G时代信息快速传播的有效途径之一。

1.3 前传技术的发展

网络通信技术分为前传、中传和后传，而5G与4G通信技术之间的最大差异是前传部分的改变。在传统的4G通信技术中，前传技术是使用6到10Gbps的光纤电缆线去承载通用公共无线电接口协议，并对射频前端进行拉远操作。这样的方式可以让信息传递保持稳定性和时效性。但5G时代的到来，对前传部分的操作提出了更高的要求，波分技术便在此过程中应运而生，这种技术可以将BBU到不同RRU的光路，利用不同的波长，将信息合路到一根光纤中进行传输。比如，一个宏基站，某个频率短站一共有三个RRU，那么，BBU到RRU的收发端口数就变成了六个，这时，在这两部分的侧面分别采用一个6路的光终端复用器，就可以有效将两者之间的收发信号合并到一根光纤中进行传输，以此方式来完成前传技术的部分。这种方式更适用于比较偏远的地区，因为供电困难，而且光纤资源比较匮乏，而这样的前传技术可以有效降低搭建成本，科学快速的进行网络通信信息传输。

2 5G通信传输承载网络的技术

2.1 波分复用技术

现代人们生活水平的提高，越来越多的高楼大厦被树立起来，而这些高楼大厦之间需要进行信息的互通就必须保证信息数据的传输。比如，两个楼群之间只有两根光线，但要去传输100g以上带宽的数据，听起来似乎根本无法完成，但如果使用波分复用技术就能很好解决这个问题。

所谓的波分复用技术，其工作原理就是一对光纤在单模的传输下，100个G的带宽，然后有80个波段，而这80个不同的信号，通过合波器聚合到一根光纤里面，并传输到另一端，通过分波器，把一根光纤里的80个波段还原到80对光纤里面，这个技术就叫作波分复用技术。而这个技术能很好解决高带宽的传输，特别是在光纤资源紧缺的社会环境中，这个技术的应用大幅度降低了信息传递的成本。

2.2 分组交换技术

分组交换复用技术的起源来自于军方，最早的模型是1969年的分组交换技术，被应用在军用数据指挥网络中，APA Net在使用过程中不断优化，后期向民间进行普及，最终带来了今天的互联网，因此，分组交换复用技术在信息通信技术中占据着举足轻重的作用。而在如今看不见的“军备竞赛”中，分组交换复用技术能有效提高5G信号的传输，这也是为什么美国会如此重视5G技术发展的原因。

交换机是网络中最基本的设备，尤其是在公司的网络中，应用也特别广泛，同时，其技术也相对更为成熟。如今的分组交换功能是将新一代的OTN产品分为垫层交叉和光层交叉两个部分。而这样的分类可以让数据处理变得非常灵活，交换机内部的不同链接渠道，可以根据不同业务的属性提供不同的处理方式，而这些不同的处理方式，可以通过OTN中的不同粒度进行调整，最终匹配到最适合的光通路数据单元，并加以传送。这样的方式与传统复用技术相比，具有更灵活的组网方式，这不仅可以支持点对点的传播方式，还能支持环状和智能信息传播的方式，对如今5G网络时代下不同数据传输的方式，提供了更为多元化传输技术的可能。

2.3 无源光网络技术

无源光网络技术，也就是通信行业中俗称的PON，它的前端不管是电话、电视还是网络，都可以通过OLT再到ODN（由光纤和分路器组成的），最后到ONU。对于这种无源光网络技术而言，以前常用的公司就是电信、联通这些比较大的运营商，因为中间无源化，因此特别适合大系统使用，中间无源，两端有源的方式，能有效提高大量的信息通信传输。

具体来说，这种技术的原理就是利用OLT发出数据，而这些数据包括网络信号、电话信号以及宽带信号，都可以通过这个部分进行发出，同时，这些发出的数据全都带着自身的地址，但作为无源关网络技术，多个ONU会根据自身的特征，选择性接受属于自己的数据，此时，OLT中以广播方式发出的数据，已经被ONU选择性吸收，这是下行数据的输出。而上行数据部分是指，不论ONU发出怎样的数据，OLT都能全部接收，这就是无源光网络技术的原理。

2.4 FlexE切片技术（Flex Ethernet）

FlexE切片技术即灵活以太网，代表了以太网发展到现如今階段的重要形式与方向，它的带宽灵活度更高，硬管道隔离效果更好，FlexE技术通过在IEEE802.3协议栈的L2（MAC层）和L1（PCS层）之间引入FlexE Shim层，将业务逻辑层和物理层隔开，实现了MAC与Group/PHY层解耦，使物理通道速率不再等同于客户业务速率，能够实现对网络通道的有效建设与网络数据内容的有效调度。

FlexE切片技术所建立FlexE Tunnel也实现了对大端口数据的有效捆绑与优化，为网络带宽有效升级创造有利条件，更满足了5G网络发展的现实需求，解决了在传统以太网中对刚性管道要求的技术矛盾问题。基于5G承载网-智能城域网链路组网形成FlexE Tunnel业务端到端隔离方案，能够体现安全隔离与网络切片天然优势，为5G承载转发技术应用提供更多有价值选择。

3 结束语

综上所述，5G通信传输承载网络的技术比较多样化，但这些技术也并非是5G通信网络中惟一的存在，因为仅仅依靠一种技术，不足以支撑5G通信网络的正常运营，因此，在5G通信传输的不同时期，对承载网络的要求和覆盖率都不相同，相关工作人员一定要采用科学合理的方式，对承载网络技术进行调整和组合。在5G技术逐步迈向成熟的过程中，承载网络的配套不仅是流量的攀升，也是对传统网络框架结构的挑战，这一次挑战需要通信行业各部门的积极配合，共同建设良好健康的5G通信承载网络。