面向5G的传送网新架构及关键技术探讨

■中国移动通信集团江苏有限公司淮安分公司：陈玮

随着5G网络技术的不断创新和发展，各种新的应用技术应运而生。相比4G网络，5G网络具备大带宽、高容量、低延时、高可靠、灵活化和智能化等多种优势，不但满足了用户的基本需求，而且还符合社会发展的趋势。本文从5G网络的技术需求出发，探讨面向5G的传送网新架构及关键技术。

1.5G传送网面临的挑战

（1）高速率：经过科技的不断的发展，5G通信系统已经得到了完善，大部分主要功能已经得到了实施，提高了5G通信网络的传输效率，最高可用户提供10Gbps传输速度。因此，5G网络系统已经在许多地区得到了广泛的应用，可见5G的传送网关键技术的重要性。（2）高容量：5G基站是基于传统4G基站基础之上，峰值倍数直线直线上升，给现网接入层设备提出了更高的要求。每个基站都有一定的区别，尤其是在站型、站密度方面。因此，为了满足5G传输网络带宽需求，需要结合无线基站自身的特点合理规划带宽，以提高5G传送网的适应性和线路容量。(3)时延要求：5G传送网降低了端到端之间的时延性，eMBB也实现了端到端时延小于20ms效果，如果传送网时延小于14.4ms，uRLLC端到端时延应小于5ms，传输网络延迟应小于3.2ms，这增加了现有网络架构的难度，因此，新的网络架构应降低整体传输网络延迟。（4）高可靠：5G通信的广泛应用，需要基于低时延、高可靠场景的基础之上，也是促进5G业务快速发展的关键因素。尤其是无人驾驶技术，虽然该技术的应用已经推出，并得到了广泛的应用，但技术方面还存在许多问题，原因是通信网络的可靠性不高，导致信号覆盖的范围有限，造成一定的时延，无法发挥5G通信系统的作用。目前光传送网主要以环网为主，这种组网方式严重威胁5G通信的可靠性，造成网络出现偏差。因此，在建设5G通信传输网络时，需要结合实际需求对现有网络结构进行完善，采用混合光电交叉技术，有效提高网络的真实性和可靠性。（5）灵活性：5G网络的灵活性是影响服务类型的主要因素，可以根据应用场景的需要，提升宽带服务的及时性和灵活性。5G光传送网络方案在应用过程中，需要确保网格、可变收发器和电交叉技术的灵活性，才可以实现业务灵活性。智能化体现在以下几点：①智能化集中控制能力的提升；②实现软件和硬件的低耦合性；③提升接口互联和管理；④灵活实现接口业务需求。（6）智能化：5G网络智能化的应用，需要选择合适的应用场景，并结合互联网、物联网和人工智能技术的优势，对网络进行优化和升级，确保实现5G网络的集中管理、软硬件低耦合、接口连接和控制、接口业务需求灵活性。

2.5G传送网功能需求

2.1 大带宽和高容量

5G网络在处理数据中的快速性极高，但在用户的长期使用中，容易出现数量海量增长、数据处理速度慢、数据积累等现象，造成网络出现不同程度的拥塞，因此，5G网络必须不断完善自身的特点，尤其是提高大宽带、大容量的承载能力，加快5G网络的不断扩展，以满足用户的实际需求。

2.2 低时延

5G网络中最大的优势是低时延，能够最大化的发挥物联网、互联网等技术的优势使用到各个领域，实现完美结合。同时，信息传输效率的提升，还需要重视基础设备和光纤传输两部分，进行智能合理的设计，并在使用过程中，结合传输路径上的具体场景和需求，科学、合理的选择最优路径。

2.3 业务灵活

5G网络服务主要是4G网络之上，种类更加多样化。但是，随着5G网络技术使用更加广泛，应用场景也在逐渐增多，对业务带宽提出了更高的要求，尤其是灵活性和及时性方面。因此，必须结合5G网络的业务需求，提高传送网的灵活性，实现动态分配载波带宽。

图1：SPN总体结构

图2：网络切片技术的应用

图3：RRU、DU和CU功能划分

3.面向5G的传送网新架构与关键技术

3.1 5G传输网优选SPN技术架构

以太网先进技术的应用，不但可有效提高网络效率，还可以保障网络的稳定性和安全性，采用面向传输的分段路由实现路由动态，采用新技术的优势，最大化的降低成本。SPN技术在应用过程中，主要结合了以太网实现分段创新的特点，实现数据传输的灵活性管理，满足数据传输中的功能需求，其总体结构如图1所示。

主要内容如下：一、连接技术的灵活性：5G网络的应用在流量方面具有多样化优势，需要更高效技术的支持，同时，还需要确保技术的灵活性。此外，为了应对流量的多样化，还需要提高连接技术的灵活性，SR-TP技术是提高SR通道的管控能力的主要因素，必须引起重视。SR-TP技术的主要作用是可提升SR隧道的管控技术和管控能力；SPN网络的特点是连接性极强。网络在使用过程中，可以利用第一个主机标签栈建立网络传输路径，并通过内外网关协议获取相关信息和连接方式，实现信息的封装和传输。其次，高精度的时间同步技术的创新，对传送网在功能方面提出了更高的要求。因此，需要创新出具有超高精度、超高效率的时间同步技术，确保设备延迟精度可达±5ns。而5G通信技术的应用，实现了高精度±200ns的时间同步技术，所以可以通过该技术来接收数据，一是采用双频接收或共模卫星接收技术，实现单时钟转换为频率技术，确保转换的稳定性和系统性能。二是大宽带技术，该技术的应用需要根据实际需求，确保宽带达到25G以上，才能不断提高传输数据的效率。三，低延迟技术。在网络中的应用中，SPN最大的优势是降低了传送网的时延性，一般来说，网络中的时延主要受设备性能和通过光纤传输速度的影响，使用新的SPN技术，物理层可以通过高速网络接口，大大提高了提高设备转发的速度，降低了网络低时延问题，提高了设备的功能和转发效率。此外，该层使用还可以提高全局SDN控制，进一步缩短传输距离。四，利用多种类型的通道，网络分片技术最大的优势是，实现了软硬通道的有机结合，同时也实现了对不同纬度的转发，支持网络分片。网络切片技术的应用如图2所示。

3.2 5GRAN新架构

通过重构处理，可以丰富5G系统中的相关功能，例如：CU和DU两部分，不同内容数据划分也不同，需要根据其需求合理选择划分方法。如图3所示。这类架构可以根据应用环境有效选择CU或DU的功能，实现了架构的独立性和运行效率，因此，得到了广泛使用。综合功能服务类似于原CRAN系统。在管理过程中，CU功能占据较高的优势，可以及时完善执行低效的任务，提供集中管理效率，实现连贯运行，最大限度地提高网络的功能和性能。

3.3 大宽带技术

随着科技的快速发展，需要进一步创新通信通道的光纤技术，并最大化的发挥其技术优势，完善该技术的功能和应用。从当前发展的需求来看，目前的传送网难以满足用户的需求，则需要合理制定SPN采光方案，完善该技术优势，并在实践应用中结合5G传送网端口需求，合理选择接口方案，并加强技术方案的测试，选择最优通道，为5G传送网技术的实施提供支持。

3.4 灵活连接技术

与3G、4G相比，5G流量具有多样化的特点，能够适用于南北运动、东西方向，这是5G服务的代表特征。因此，灵活连接技术，该技术在属于隧道技术。如果该技术与TP相结合，不但可以创新出全新的隧道技术，还在SR中得到了广泛的应用，提高了SR链路的管控技术和能力。SR隧道技术使用主要用于主机标签堆栈管理，通过网络路径来实现的，实现了SDN控制器计算路径和转换，然后使用ICP的优势，利用SDN控制器功能收集SR信息，并通过以下方式调整隧道配置计算信息以完成流量的SR隧道。

3.5 时间同步技术

(1)超精密时钟源的构成比较复杂，主要由卫星接收技术和高稳频源技术两部分组成。卫星接收技术主要结合了共模、共测、双频接收等方式，对卫星接收过程中的噪声问题进行合理的控制，并在短时间内完成测试和验证，高稳定频率源技术能够不断更新卫星接收模块，有效实现了时间同步技术的应用。(2)时间服务器跟踪卫星，该技术最大的优势是性能高，大大降低了时间同步差。超高精度时间传输技术的应用，不但可以优化接口时间戳的处理、改进，还可以提高连接之间的对称性，改善设备传输时间同步的准确性。

3.6 统一管控技术

5G传送网结构的建设非常重要，统一指挥控制技术尤其重要。5G传送网需要各种设备全面配合，才能保证5G传送网络的顺利运行和应用。因此，必须认识到5G传送网络中设备管理的重要性，做好定期维护，确保5G传送网络的正常运行。同时，在建设5G传送网络时，还需要结合实际需求打造统一的技术平台，对5G传送网络中使用的设备实施动态监控和管理，该平台的建设不仅是优化了设备性能，提高了设备技术管理水平，还节约了资源成本，促进了5G传送网的建设效率和顺利发展。

4.结束语

随着社会经济的快速发展和人们需求的不断提高，5G网络的发展在传输网络方面迎来了新的挑战，需要构建完善的新传输体制。在5G新传输网技术新体制中，以SDN为主要控制面，结合在物理层、链路层和转发控制层的特征，创新出多种新技术，从而满足5G传输网络的需求，提高5G传输网络的竞争力，为我国以后的建设与发展打下坚实基础。