面向5G通信網(wǎng)絡(luò)承載方案的探討

林 帥

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司，廣東 廣州 510630）

0 引 言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進步，與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)的規(guī)模不斷發(fā)展壯大，其在我國市場上的地位也不斷增強?？梢灶A(yù)見，未來相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將離不開互聯(lián)網(wǎng)的輔助。基于此，將5G通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架調(diào)整完善，能夠為我國未來的經(jīng)濟發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供積極影響，為人們提供更加便捷的網(wǎng)絡(luò)。因此，對面向5G通信網(wǎng)絡(luò)承載方案進行研究具有十分重要意義。

1 我國無線接入網(wǎng)存在的問題

通信運營商的主要收入來源于無線接入網(wǎng)，即運營商提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量越好，吸引的用戶群體就越多，可進一步提高通信運營商的收入[1]。傳統(tǒng)無線接入網(wǎng)具有以下4個問題。（1）通信運營商一般會在規(guī)定的面積區(qū)域內(nèi)設(shè)立網(wǎng)絡(luò)基站。建立基站的主要目的是提高該區(qū)域內(nèi)用戶使用的網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，同時也對該區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)信號進行處理等。但是目前這種基站的設(shè)置還存在一定問題，如功能不夠強大和網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍相對較小。（2）一定數(shù)量的扇區(qū)天線構(gòu)造組成了基站，所以每個基站的系統(tǒng)大小不同，且受扇區(qū)天線數(shù)量的限制。由于基站只對自身區(qū)域范圍內(nèi)提供網(wǎng)絡(luò)，工作運行情況不互通，所以各個基站之間無法合作，很大程度上降低了基站之間的頻譜效率，也進一步降低了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。（3）通信網(wǎng)絡(luò)中使用的基站設(shè)備以及相關(guān)研究的成本非常大，加上研發(fā)平臺時，制造方面存在一定問題，因此導(dǎo)致基站設(shè)備在投入使用時沒有較強的靈活性，使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量得不到保障。（4）為了讓通信網(wǎng)絡(luò)信號的質(zhì)量在接收和傳遞時得到保障，需要減少因基站設(shè)備運行時間過久而出現(xiàn)的發(fā)熱情況。因此，需嚴格要求基站所處的區(qū)域環(huán)境，并且需要與之相匹配的制冷系統(tǒng)。但是這種設(shè)備的投入成本相對較高，所以基站因工作太久而出現(xiàn)的發(fā)熱情況無法得到有效解決。

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，不僅運營成本較高，并且運營效率較低，嚴重浪費了有限的資源。為提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量，需要相關(guān)研究人員不斷加強對無線接入網(wǎng)的研究，建立新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并結(jié)合目前的實際情況研發(fā)出更加科學(xué)合理的通信網(wǎng)絡(luò)承載方案?；ヂ?lián)網(wǎng)不斷發(fā)展過程中，已經(jīng)出現(xiàn)了新的無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)——C-RAN概念，是5G網(wǎng)絡(luò)較好的選擇。通過不斷加強各個基站之間的工作聯(lián)系，使各個基站之間能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享，使整個無線接入網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一，以不斷提高各個基站的工作運營效率。

2 5G通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)

為使5G通信網(wǎng)絡(luò)充分體現(xiàn)出其智能、速度更快及效率更高等特點，需要不斷加強對其設(shè)備技術(shù)的研究。5G網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備技術(shù)有很多，如網(wǎng)線傳輸技術(shù)或者網(wǎng)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等[2]，本文主要介紹了5G通信網(wǎng)絡(luò)中兩種比較關(guān)鍵的技術(shù)，即全雙工技術(shù)和超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

2.1 全雙工技術(shù)

全雙工技術(shù)是5G通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)中最重要的技術(shù)，是一種同時刻同頻率雙向工作的技術(shù)。但由于目前技術(shù)有限，其網(wǎng)絡(luò)端和終測端發(fā)出的信號會出現(xiàn)相互干擾的現(xiàn)象，所以兩端同時發(fā)出信號的目標不能實現(xiàn)。這在很大程度上降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男剩⒗速M了相關(guān)資源。全雙工技術(shù)具有靈活轉(zhuǎn)換頻譜和提高利用效率等特點，所以相關(guān)研究者需對全雙工技術(shù)進行更加深入的研究。全雙工技術(shù)也存在一定不足，如接收信號的頻率與發(fā)出信號的頻率存在一定差別，容易出現(xiàn)比較強的自干擾現(xiàn)象。隨著研究的進一步深入，人們發(fā)現(xiàn)如果將全雙工技術(shù)中自干擾的現(xiàn)象消除，可使其正常使用。因此，相關(guān)研究者對消除干擾的技術(shù)加大了研究力度，并已經(jīng)取得了一些成果。

2.2 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過多種5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合而成。由于超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是由多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行混雜，所以其空間非常小，其密度相對較大。超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，由于是處于高密度狀態(tài)下，因此各個終端之間的距離比較近，一定程度上提升了網(wǎng)絡(luò)的效率和技術(shù)的容量。但是超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也存在一定問題。例如，由于節(jié)點之間的距離較近，所以經(jīng)常會產(chǎn)生一些比較系統(tǒng)性的問題，影響了整個5G通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量[3]。

3 面向5G通信網(wǎng)絡(luò)承載的方案研究

5G網(wǎng)絡(luò)中，前傳網(wǎng)和后傳網(wǎng)連接的接口是NGFI，同時其也是5G通信網(wǎng)絡(luò)中主設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。NGFI是一個新型技術(shù)的接口，具有重要的實際意義。盡管在使用NGFI技術(shù)的過程中需要適應(yīng)其規(guī)則，但是NGFI技術(shù)也存在很多優(yōu)點，如具有開放性且相對比較靈活等。C-RAN系統(tǒng)的構(gòu)架主要是在重要的中心地帶安放一種集中式的電池，使用光纖將其進行連接，最后在原來設(shè)計好的位置上布置HLK的一種結(jié)構(gòu)。C-RAN系統(tǒng)不需要考慮網(wǎng)絡(luò)中比較繁雜的細節(jié)，只需要將天線、光纖之間的問題處理好，就能在很大程度上節(jié)約相關(guān)原料。

C-RAN系統(tǒng)中，分布式天線系統(tǒng)是最基本的系統(tǒng)模式，主要是將集中式基帶池設(shè)置在中間機房內(nèi)，并在所需要的地理位置上將遠程端射頻單元設(shè)置和分布好。該模式不需要額外設(shè)置機房，即降低了建設(shè)成本，又方便處理天線和設(shè)備。前傳網(wǎng)和后傳網(wǎng)中，關(guān)鍵的樞紐是NGFI，其屬于前傳接口，主要對下一代遠端射頻和無線網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備中的基帶進行處理。與傳統(tǒng)的CPRI相比，這種樞紐具有很強的開放性。此外，由于這種樞紐是以太網(wǎng)協(xié)議為基礎(chǔ)，所以能夠?qū)㈤g接的功能重新定義，且能遵循很多的變化，如多連接的映射關(guān)系的變化、荷載相關(guān)的自適應(yīng)寬帶的變化等。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和完善，5G通信技術(shù)需要將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為其技術(shù)支撐。此外，為了讓5G通信技術(shù)能夠滿足耗能低、延時低等要求，還需要改造網(wǎng)絡(luò)中的無線側(cè)接入部分。

5G網(wǎng)絡(luò)承載的方案主要有兩種，即光纖直連法和HLK采光無頭UHG法。這兩種方法都是C-RAN架構(gòu)承載方法。光纖直連法主要是在光纖中單獨連接RRU，并最后接入到設(shè)備中，使其得到集中處理。這種方法的優(yōu)點在于不需要進行承載運輸?shù)脑O(shè)備儀器，但是也具有一定缺點，如浪費相對比較嚴重。HLK采光無頭UHG方法主要是在無頭技術(shù)的基礎(chǔ)上，使用彩光讓其成為無線電波的信號。該方法能夠?qū)⒐饫w的用量減少，避免光纖資源的浪費，但是也存在一定不足，如沒有相關(guān)管理人員進行監(jiān)管工作、設(shè)備沒有一定保護等。因此，盡管該方法在一定程度上降低了投入成本，但是會造成比較大的經(jīng)濟損失，設(shè)備的維護、維修成本將大大增加。

GOP的承載網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架是5G通信網(wǎng)絡(luò)中的一個基本構(gòu)架，由于其操作相對比較簡單，且具有較大的經(jīng)濟性，所以得到了比較廣泛的使用。隨著時間的推移，廠商的CRPI協(xié)議交換機的推廣也逐漸成熟。但是社會在不斷的發(fā)展和進步，該類技術(shù)也應(yīng)該不斷創(chuàng)新，因此相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)社會實際需求做出相應(yīng)調(diào)整，使其更符合社會發(fā)展的需要。

4 結(jié) 論

5G通信網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，不僅使人們的日常生活更加便捷，而且不斷提高了我國社會經(jīng)濟的水平。目前，5G通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)還需要先進的技術(shù)和現(xiàn)代化的科技支持。盡管部分技術(shù)的發(fā)展過程并不順利，且經(jīng)常受到阻礙，但是有比較多的研究人員在不斷加強5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)問題的分析，并積極探討解決相關(guān)問題的方案，所以5G通信網(wǎng)絡(luò)的未來可期。隨著社會的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進步，5G通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是必然趨勢。我國應(yīng)該緊跟信息時代發(fā)展的步伐，積極地對5G通信網(wǎng)絡(luò)進行研究，并吸取外國研究的經(jīng)驗教訓(xùn)，從而進一步加快我國5G通信網(wǎng)絡(luò)時代的到來。