5G传送网架构演进方案研究

颜 为

(海南电信规划设计院有限公司，海南 海口 571100)

0 引言

5G时代的到来，极高的速率、极大的容量、极低的时延等特点，重新定义了无线接入网(RAN)架构，与4G相较而言，接入网中的BBU，RRU，天线被CU，DU，AAU功能实体所替代，组网结构更加复杂和灵活，对基站配套提出了更高的要求，配套的传送网需要满足“高速率、低时延、广连接”的要求，并结合业务和现有的基础设施进行优化，目前大多数传送网都是基于4G网络搭建，与5G的承载需求较差较大，如何构建高效的传送网，满足5G业务的承载要求是一个值得深入探讨的课题[1-2]。

1 5G传送网

5G系统是目前最新的移动通信技术，即第五代的移动通信服务。5G通信体系的主要目标不仅仅是更好地服务智能移动终端，而是通过构建高效的物联网系统运行体系，在当前全国各地智能化城市建设服务体系中，能够提供高效且可靠的通信服务环境，而实现这些目标，需要配套构建完善的传送网。

传送网是指为各项功能服务提供稳定数据交互的平台，基于当前通信技术发展的情况，为满足高速率的数据传输，需要配套完成更加先进高效的交互模块和终端服务体系，在实际应用中数据传输的工作量非常大，需要更加高效的带宽调控体系，传送网的目的就是为5G通信的高效运行提供良好的环境。

2 5G传送网功能需求分析

2.1 5G传送网在宽带与容量方面的需求

5G是第五代通信服务体系，在通信技术的进步下，5G通信的数据交互效率实现了质的飞跃，而传统的传送网已经难以适应实际数据传输需求，因此基于5G的传送网在带宽方面实现了较大提升，必须满足数据传输的需求[3-5]。

另外，数据量实现井喷式增长，传统传送网虽然也在不断地实现数据扩容，以确保数据的正常交互。但是发展到了5G时代，数据承载和传输量呈现出指数级上升，基于5G的传送网需要在底层上对数据存储量进行改造升级，为用户提供更优质的服务。

2.2 5G传送网在技术方面的需求

5G网络最大的特点之一就是低时延，在实现广泛应用的过程中，需要对所承载的数据进行分析和处理，5G网络结构升级改造需要对数据进行优化，以确保高效的传输效率。对于升级改造的传送网灵活性要求更高，直接影响到的5G网络的应用范围。另外5G传送网建设越来越智能化是发展的主流趋势，随着时代的发展，科技的进步，5G网络体系中会承载更多的先进设备。

3 5G 网络架构对承载的要求

3.1 无线网络架构的承载要求

5G通信时代的到来，对无线网络带来了诸多要求，第一是基站覆盖范围缩小，会使得站间密度增加，由此导致投资和维护成本上的增多。第二是载波聚合会形成较为明显的站间载波干扰，这会使得基站边缘用户的体验大打折扣，无法体验5G带来的流畅体验。第三是网络架构会使得控制的集中化和无线网络接入的集中化，现有的站点独立接入核心网的现况已经无法满足5G的高速发展。

应用服务器和数据库，能够使得网关设备分布到网络边缘，互联网应用、云计算服务和信息数据缓存部署到高度分布的环境当中，实现互联网应用和网络能力的融合，能够更好满足5G低时延和高带宽业务的要求[6]。

3.2 相关运营业务的承载要求

在移动互联网时代，越来越多的移动终端丰富了人们的工作生活，相关的云业务、视频应用也越来越丰富，传送网作为基础承载互联网，需要满足以下要求。

第一，高带宽对于很多大客户业务，在移动互联网环境和视频应用的趋势下，高宽带、低时延的业务体验需求已经完全爆发，带宽向高倍速率演进。第二，高安全、高可靠，确保客户业务的安全隔离，形成立体式的安全防护体系，对业务的恢复时间更为重视，很多业务客户要求在50 ms内实现业务恢复。第三，多业务、多租户是目前很多大客户运营的基础，一张网络能够基本满足大客户要求成了运营商构建大客户承载网的基本要求。第四，快速易部署，进入5G时代，业务上线时间是赢得商机的重要基础，传统运营商开通专线基本上以月为单位进行计算，而目前大客户的需求要求以天为单位来进行计算。

4 5G光传送网技术方案分析

4.1 大规模天线应用

大规模的天线应用，需要根据设计方案完成相关设施的装备及调试工作，投产前还需要进行评估。如在某地试点建设大规模天线，实现信息数据的高效传输，则需要提前完成天线运行状态调试、辅助设施的装备到相应的区域，以确保整个系统能够正常高效的运行。

4.2 信号传递线路应用

信号传递线路是基于传送网技术标准来配套应用的，如信号传递中的有线5G系统，不仅仅需要光纤通信来应用解决，还需要对应参数进行分析和处理，根据传送网技术标准来选择通道传导到对应的位置上，在此基础上通过通信基站以及相关通信设施，构建形成稳定的连接状态，这样做的主要目的在于确保装置参数符合标准，对于其他型号的处理，也必须经过数据的加工处理，确保系统内部信息都能够得到高效的传递。

4.3 频段调整技术应用

频段调整技术是通过大数据和云计算技术，对投入使用的集成电线频段进行记录和跟踪，通过记录的数据，来对后续处理进行整合与调节，进而实现调整频段运行质量的目的。另外根据频段调整技术的规模、运行水平等，对整体的运行质量进行监测，根据记录数据对整个区域进行调整，以实现维护系统正常运转的目的。同时在完成一系列的调频过程中，生成的数据能够为后续系统运行提供资料参考。

4.4 网络资源调整技术应用

网络资源的调整依托于设定的调整程序来完成信息的整合与传递，信息的上传或下载都需要依据资源传递的标准来进行调整和优化，以确保所有的网络资源都能够在内部系统中进行传递。在调整运行的过程中，需要对投入的设备进行监管，如供配电系统、对运行的状态和参数进行自动记录，以便能够准确迅速地定位问题，并及时地对系统进行维保[7]。

5 SPN传送网技术方案分析

5.1 大带宽技术

大带宽技术是5G传送网优化升级当中最重要的内容，根据5G传送网建设需求，核心宽带不能低于110 G，接入宽带不能低于256 G，大宽带的传送要求，必须应用光纤网，以确保大带宽目标的实现，另外还要充分考虑SPN彩光方案及FlexE通道等，以便能够满足整体建设目标，利用大宽带技术来推动5G传送网的建设进程。5G流量测算模型如图1所示。

图1 5G 流量测算模型

5.2 统一管控技术

5G传送网建设十分复杂，其中统一管控技术是非常重要的内容之一，对整个传送网建设有着十分重要的作用。当所有设备都调试完毕后，5G传送网才能顺利投入使用，才能够实现数据传输的效果。因此，加强传送网系统设备的管控和维护至关重要，在前期建设的过程中，就需要提前进行规划，建立统一的技术平台，发挥出监督管控的作用，这不仅仅是加强设备和技术管理的需要，同时也是提高资源利用率的关键，这对5G传送网的建设的整体效果和未来应用都有十分重要的效果。除此之外，统一管控技术的兼容性较好，这是综合考虑5G传送网设备所做出的优化，能够实现对底层进行控制，确保5G传送网建设目标的实现，对整体5G传送网架构的建设意义重大。

5.3 切片分组网架构

SPN技术方案，通过运用创新的以太网分片技术(SE)和SR-TP技术,并融合光层DWDM技术的层网络技术体制，SPN分层架构如图2所示，若要实现分组数据路由处理的目标，就必须要通过切片分组层[8-10]。

图2 SPN分层架构

6 结语

时间同步是通信技术的核心问题之一，在5G网络环境下，无限空口影响下的时间精度要求越来越高，因此必须要高度重视时间服务器的控制，确保精度和终端实验进度基本一致。超高精度时钟源主要由都稳定频率源技术及卫星接收技术两种技术构成，这是确保时间精度同步的关键技术力量。除此之外，5G传送网新架构建设的过程中，应该综合考虑影响因素和不同技术方案的优劣势以及投产后的应用效果，综合分析，统筹兼顾，为5G传送网的建设与发展奠定技术基础。

为实现降低时延的效果，可以在物理层采用波长直通的技术，这种技术是基于切片以太网的时隙交叉技术，除此之外，还可以通过采用低时延成帧或者FEC的方案。