700 M 5G承载网络全面覆盖通信方案分析

张存喜,薛其林

(中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司,山东 济南 250001)

0 引言

5G时代的到来,为城乡移动网络建设创造了有利条件,大规模建设700 M5G承载网络,有利于更好地满足不同类型业务开展承载需求,持续推进700 M5G承载网络全面覆盖,提升城市移动城域传送网功能性。如何有效建设700 M5G承载网络,是目前相关人员需要重点考虑的问题。

1 目前5G承载网面临的挑战

增强型移动宽带、大规模机器通信以及超高可靠低时延通信是目前5G时代主要应用场景,对5G承载网络构建有着关键性作用。上述三大应用场景,对5G承载网络需求各不相同,集中表现在设备连接数、网络稳定性、时延等方面。目前5G承载网面临的挑战体现在以下几个方面:

第一,核心网络架构需要考虑多方面因素。5G时代需要根据不同类型应用场景来建设核心网络,才能更好地满足当下用户的个性化需求,通过灵活运用网络云化、转发及控制分离等现代科技手段,实现核心网络全面架构。其中网关下移、业务就近转发及流量本地结算是架构核心网络时要重点解决的问题[1]。

第二,基站架构协同性。5G时代,相关行业对无线基站密度要求更高,其中相邻基站业务具备良好协同性非常必要,同时也是值得关注的关键要素,为实现相邻基站移动转化有效性,要改变基带单元、射频拉远单元自有功能,才能满足无线接入网要求。

核心网络架构与基站架构演进,要求5G承载需要根据业务变动来不断提升承载网连接能力,5G承载必须具备超强传输宽带以及可满足不同业务相互连通的时延需求。

2 700 M5G承载方案建设背景

2.1 700 M5G网络定位简析

700 M5G网络定位主要表现在以下两个方面:一是提升城市网络覆盖深度及农村网络覆盖广度,相较于城市5G承载网络构建,700 M在农村区域网络建设中更为适用,在信号传输方面,700 M相较于高频段,其传输范围更广,并可直接将信号传输进建筑内部。通过对现网已经建设的站址资源充分利用,实现5G广覆盖基础网络快速构建,便于统一规划已构建网络,达成700 M5G承载网络建设一步到位,为城乡均衡发展提供动力。在2.6 G配合前提下,全面提升700 M覆盖广度,并借助其低频穿透性来达到将信号在整个室内进行覆盖；二是注重客户体验性提升。针对智能交通、智慧城市、工业互联垂直行业对700 M5G承载网络特殊性要求,则需要进一步提升700 M,2.6 G,4.9 G三者之间协同性,通过协同组网来共同支撑5G全业务高效开展,其中IPv6,FlexE等功能实现需要5G承载网进行支撑,进而达到有效降低时延的效果,最大限度地提升700 M5G承载网络安全性,为城乡新型业务拓展提供基础保障。

2.2 5G承载网络建设现状

本文选择某地区移动网络建设为例,经前期现场调研,得知该地分别存在10 G PTN,100 G PTN,SPN3种分组网络。3种分组网络运行及设备能力如表1所示。

表1 3种分组网络运行及设备能力

2.3 700 M基站建设宽带需求

目前现网GE端口能够充分满足700 M基站BBU上联需求,在CRAN部署基础上,为700 M基站建立一个可使用BBU端口,实现能够从10GE接口接入,有利于规避接口二次改造问题,在一定程度上也能控制建设成本投入。700 M基站宽带需求如表2所示。

表2 700 M基站宽带需求

3 700 M5G承载方案具体实施

3.1 SPN方案全新构建

相较于城区700 M基站建设,使用SPN网络可以承载对乡镇700 M基站进行建设,实现端到端L3VPN部署,SPN方案全新构建可用一张承载网,且结构足够清晰化,为后期运营维护提供了极大地便利。由于乡村区域各方面条件局限,SPN方案全新构建需要更长的建设周期,且前期建设成本消耗较高。为了确保700 M5G承载方案有效落实,应根据现阶段移动网络建设情况,了解汇聚层建设所需汇聚设备,以降低SPN方案投资成本为原则,控制整个700 M5G承载方案建设成本,充分满足业务发展需求。

3.2 PTN方案升级与改造

据上述分组网络运行及设备能力得知,目前10 G PTN网络带宽不支持且无法升级,且不能满足700 M5G基站承载需求,基于此,下面将着重阐述PTN方案升级与改造:

第一,PTN方案升级。针对乡镇农村基站建设,可选择100 G PTN网络满足承载需求,并利用配套软件对其进行升级,便于更好地支持IPV6功能,将以L2+L3部署方式在700 M基站落实,其主要目的是规避投资风险。同时也要注重该方案潜在的建设缺点,因设备能力条件局限,只能单方面满足 eMBB业务需求,随着现代城市智慧化建设及其他垂直行业特殊应用需求变化,后期需要对其进行2B业务改造,扩容L3落地设备。

第二,在配套软件支持下,可实现100 G PTN网络设备对SR,IPV6等功能进行满足,具体方案改造将重点考虑新增业务板卡以及对公共单盘支持FlexE更换,进一步提升700 M5G承载方案实效性,全方面支持SPN功能。可支持5G三大场景应用,是PTN方案改造后明显优点,建设周期在一定程度上得到有效缩减,广电方向无须再进行扩容,突显5G核心网络强大功能性。对现网业务影响较大,城乡间700 M的Xn业务对接存在一定时延性,降低了700 M5G承载网络运行效率,是PTN方案改造后明显缺点[2]。

3.3 基于SPN互通方案

据前期所调研的信息得知,该地区移动网络100 G PTN和SPN均由同一厂家负责建设,且由同一套网管系统进行支撑,通过将PTN设备、SPN设备互联链路在骨干汇聚层增设,同时将L2/L3功能在骨干层 SPN 设备位置开启,100 G PTN网络负责接入700 M5G基站,通过PTN与SPN互联链路,最后从SPN网络对5G核心网进行接入。此建设方案投资风险小,有利于提升700 M基站建设速度,最大缺点是在升级700 M5G承载方案时,并不能完全对垂直行业、2B业务等各项需求进行满足。

3.4 700 M5G承载网络未来应用展望

虽然700 M在覆盖范围方面具有一定优势,但跟3.5 G或者2.6 G等中频相比,带宽还是偏小。并且由于波长较大没法应用Massive MIMO,在容量上是短板,除了要建设无线基站,还需建设承载与核心网等网元,其成本太高[3],解决承载网跟核心网间的建设问题才是关键,实现对公网和内网资源高速访问,重点加强对5G+智能电网领域的深入探索,积极促进智能电网典型应用场景的研究与合作,从技术、商业、生态、政策等方面共同推动5G网络与智能电网的深度融合,节约5G基站建设成本,实现5G应用场景进一步拓展。

4 结语

综上所述,若想确保700 M5G承载方案建设实效性,在实际操作过程中,应对不同业务发展需求、网络资源以及建设效益等方面因素综合考虑,按照需求来进行区域划分,统筹安排各项工作,为700 M5G承载网络高质量建设提供强有力的支撑,最大限度地满足城市移动承载网络建设需要。