5G承载网的关键技术及其组网方案分析

白林 张继云 陈继昌

华信咨询设计研究院有限公司 浙江杭州 310014

随着移动通信的不断普及，在互联网技术也有了新发展，并且在各个领域当中也有所应用。我国的网络运营商也因此发现了新的商机，但同时也给5G承载网提出了巨大的障碍。从具体实例出发，讨论5G 承载网接入环若干关键保护技术，帮助运营商维护人员不断提高维护技能。

1 5G承载网的优势

5G移动承载除了传统的数据业务，语音业务外，还引入了2B的专线业务、2H的FWA（Fixed Wireless Access）业务、2C的VR/AR业务，未来将引入更多的垂直行业。不同的业务在时延，带宽，可靠性等方面需求迥异。①5G沉浸式的360°全景VR体验、无处不在的视频直播和分享、随时随地的云接入等应用提供支持，要求5G承载网具备大带宽、低时延特性，才能有效解决超高清尤其是8K及以上视频内容的传输以及VR头显时间延迟的技术问题。②车联网、工业控制等垂直行业的应用，要求5G承载具备超低时延和高可靠等处理能力，要求具备实时感知网络状态，确保网络SLA指标。③以传感和数据采集为目标的物联网，例如智能水表、电表等应用，数据传输量小，对网络等待时间的要求不高；但对于类似穿戴血压计、心跳计等5G医疗低时延就会是相当重要的特性[1]。针对无人驾驶、智能电网、工业控制、远程医疗等场景，网络连接的中断、SLA的劣化，都可能会导致车毁人亡、供电中断、医疗事故等严重后果。因此，如何提供业务差异化的SLA保证能力、支持业务SLA的E2E测量和快速感知、业务故障的快速感知和快速自愈等，是5G承载网运维前所未有的挑战与必须攻破的难题。

2 关于5G承载网的关键技术及其组网方案的分析

2.1 端与端智能控制技术

鉴于5G承载网低时延、高精度、稳定、灵活的特点，在实际应用过程中，5G承载网必须承载巨大的数据连接。为此，它必须克服传输级和回程级之间的端到端连接问题。其存在的 IP+ 光异构网络协同需求，对于5G 网络的整体运行带来了极大的挑战，要想实现对端与端的智能控制管理，就需要应用 SDN 技术，“所谓SDN技术实际上是一种软件集中控制、网络开放的三层体系架构，其最主要的特征就是数据转发和控制分离，兼具网络虚拟化和开放接口等特征。”SDN技术能够对网络运行进行整体管控，针对5G网络的运行情况进行实时监测，并做出优化保障，从而让用户拥有更加良好的使用体验，另外在保障高效便捷、安全稳定的基础上，SDN 技术还能实现跨网协同管理，即达到机与机之间实行数据互换，从整体上提升整体管理的质量和效率[2]。

2.2 全双工技术

根据通信技术的要求，相同的频率和时间可以保证通信传播得更快。就目前的技术而言，无线通信网络架构在终端的对接和传输会给全双工技术带来很大的干扰问题。最近几年的网络通信工作，经常会发生因技术问题产生的信号干扰，无法有效的达到网络传输的要求，并且在双向传输上针对不同的频率和时间，无法完成有效的融合没有明确的时间和空间界定。就以全双工技术的理论知识来说，所需要配置的网络资源也有许多问题，就比如存在浪费情况，据不完全统计这种浪费问题会严重的影响到整个网络资源。当推行全双工通信技术之后，他说实现的覆盖范围能够进一步扩大，但这也对技术人员提出了更高的要求，将MIMO技术进行融合，才能够减少网络当中存在的信号干扰问题，使得网络资源分配更加合理，并且在局部的稳定性更强以及更加精准的分析。

2.3 SR技术

为了实现5G网络的低时延，在实际运营过程中也可以应用SR技术。所谓的SR技术，即一种源路由技术，可以从复杂性上简化5G网络中各种信息之间所需的信令协议，这样可以更好地维护网络安全，建立跨域隧道，实现业务保护。SR技术具备极强的编程能力，可以整体上调节和维护流量工程信息，减少时延、跳数等情况发生，同时还可以进行路径优化，减轻网络信息的负载量。另一方面，SR技术避开了传统跨域技术所存在的需要借助于BGP通告远端绑定的公网标签，使跨域隧道的建立变得更加灵活，从而可以帮助信息数据寻找到最优出口，解决流量过多无法均衡的问题。

2.4 Telemetry技术

网络遥测技术Telemetry是一项远程的从网络设备上高速采集数据的技术。设备通过推模式（Push Mode）周期性的主动向采集器上送设备的状态（如光模块质量）和性能数据，提供了更实时、更高速的数据采集功能，非常适合IFIT检测数据的采集。Telemetry基于YANG（Yet Another Next Generation）模型组织采集数据。YANG是一种数据建模语言，可以作为各种传输协议操作的配置数据模型、状态数据模型、远程调用模型和通知机制等。YANG数据模型定位为一个面向机器的模型接口，明确定义数据结构及其约束，可以更灵活、更完整地进行数据描述。业界主流设备北向接口正逐渐采用YANG数据描述规范，因此Telemetry支持向第三方数据分析处理公司开放API，方便设备与第三方对接。IFIT还需要设备支持高精度的采样周期、上送通道带宽小的北向协议Telemetry，才能在5G移动承载网中提供大量的基于业务流级，实时、高精度、准确反馈客户实际流量的性能检测，从而提升5G时延、丢包率敏感类业务的用户体验[3]。

3 结语

对于5G 承载网的维护，既要懂得数通知识，如路由交换等，又要懂得 OTN，要知其然，知其所以然。因此，在5G 网络技术发展的过程中，需要找出发展过程中存在的差距与不足，加快并加深对5G 网络技术的研究及与相关产业的融合。使大数据、人工智能和智能制造等新兴产业与5G 网络技术实现全面结合，缩小我国在科技发展过程中与发达国家之间的差距。