5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)策略分析

楊文波

摘? ?要：文章主要針對5G通信的傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略進(jìn)行綜述分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)專家及學(xué)者對這一課題的深入研究提供有價(jià)值的參考或者依據(jù)。

關(guān)鍵詞：5G;通信;傳輸網(wǎng)絡(luò);建設(shè)策略

面對即將到來的5G時代，現(xiàn)代人對于數(shù)據(jù)傳輸方面的需求變化顯著，5G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要求逐步提高?，F(xiàn)階段，移動網(wǎng)絡(luò)實(shí)際運(yùn)營期間，仍然沿用著同步數(shù)字系列（Synchronous Digital Hierarchy，SDH ）的光傳輸，頗為重視網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS），網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以縱向型的結(jié)構(gòu)作為主體部分，導(dǎo)致傳輸網(wǎng)絡(luò)開放性處于不足狀態(tài)，促使移動通信的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有著較長的周期，后期升級的維護(hù)需要較高成本，難以充分滿足用戶對5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營需求。對此，結(jié)合無線接入網(wǎng)IP化（IP Radio Access Network，IPRAN）與分組傳送網(wǎng)（Packet Transport Network，PTN）兩種傳輸技術(shù)特征及優(yōu)缺點(diǎn)，深入研究5G通信的傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略尤為重要。

1? ? IPRAN與PTN兩種傳輸技術(shù)特征及優(yōu)缺點(diǎn)分析

1.1? 特征分析

1.1.1? IPRAN的特征

IPRAN是該項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)當(dāng)中的IP，它主要指互聯(lián)協(xié)議。IPRAN該項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要標(biāo)準(zhǔn)為：以Internet工程的任務(wù)組為基礎(chǔ)，由多協(xié)議標(biāo)簽交換（Multi-Protocol Label Switching，MPLS）的工作組來發(fā)布請求評論（Request For Comments，RFC）信息文檔。而IPRAN則是基于IP/MPLS核心技術(shù)條件下IP化移動式回傳網(wǎng)的技術(shù)。經(jīng)實(shí)現(xiàn)了城域的傳輸網(wǎng)、IP城域網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部匯聚后，在接入層與核心層促使以太網(wǎng)技術(shù)、IP/MPLS相融合的一種傳輸技術(shù)，與傳統(tǒng)模式下移動通信的傳輸技術(shù)相比，傳輸優(yōu)勢較為突出，技術(shù)特征如下：可實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的承載、多進(jìn)程與多區(qū)域技術(shù);具備極強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的拓展性，能夠提供較高帶寬及多樣化需求，為QoS各項(xiàng)性能提供保障;業(yè)務(wù)配置極具靈活性，可提升安全可靠性[1-2]。

1.1.2? PTN的特征

現(xiàn)階段，移動通信的運(yùn)營商借助PTN實(shí)現(xiàn)長期演進(jìn)（Long Term Evolution，LTE）網(wǎng)絡(luò)承載。為能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)QoS提供保障，可在PTN當(dāng)中應(yīng)用MPLS-TP技術(shù)，經(jīng)分析網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行綜合質(zhì)量后可了解到，MPLS-TP技術(shù)針對網(wǎng)絡(luò)QoS的保障作用較為突出。MPLS-TP技術(shù)，屬于以連接分組交換為基礎(chǔ)的一項(xiàng)技術(shù)，應(yīng)用特征如下：數(shù)據(jù)的傳輸性能較強(qiáng)、可靠、安全，可節(jié)省MPLS的信用命令及繁瑣IP功能，借助MPLS的標(biāo)簽可代替路徑。MPLS技術(shù)，可在控制層與客戶當(dāng)中獨(dú)立存在，對于各項(xiàng)業(yè)務(wù)有著良好的承載效果，可運(yùn)行于各種業(yè)務(wù)層。

1.2? 優(yōu)缺點(diǎn)分析

1.2.1? IPRAN的優(yōu)缺點(diǎn)分析

（1）IPRAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)集中表現(xiàn)為：能夠承載現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡(luò)，在統(tǒng)一協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)資源，為提升移動網(wǎng)絡(luò)總體運(yùn)行能力提供技術(shù)保障，總體可概括為多分區(qū)、多種業(yè)務(wù)承載;IP總體構(gòu)架相同，能為移動寬帶提供豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，完善組網(wǎng)運(yùn)行，自動化地調(diào)整業(yè)務(wù)，在業(yè)務(wù)通道有著較高配置率，移動業(yè)務(wù)總體承載質(zhì)量得以顯著提升，能夠?yàn)椴煌臉I(yè)務(wù)提供針對性的保障[3-4]。

（2）IPRAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)缺點(diǎn)集中表現(xiàn)為：相比PTN的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，IPRAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)自愈保護(hù)層面薄弱，經(jīng)技術(shù)測試與試驗(yàn)后可分析，移動業(yè)務(wù)并不能夠滿足實(shí)際需求與各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，且維護(hù)保養(yǎng)有著較大任務(wù)量，配置復(fù)雜、業(yè)務(wù)路由缺乏透明化，故障檢測繁瑣，總體建設(shè)成本極高，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期有著較大投資消耗量。

1.2.2? PTN的優(yōu)缺點(diǎn)分析

（1）PTN優(yōu)點(diǎn)集中表現(xiàn)為：較強(qiáng)的商用能力，可快速地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署;在傳輸網(wǎng)絡(luò)的總成本當(dāng)中，PTN也占據(jù)較大優(yōu)勢，主要是由于PTN的商業(yè)進(jìn)程相對較快，PTN設(shè)備進(jìn)購成本低，日常運(yùn)維管理較為平滑，基本上無需調(diào)整設(shè)備運(yùn)維組織，便可充分滿足基本運(yùn)維需求。故而，設(shè)備總體成本與運(yùn)維成本方面屬于PTN最大優(yōu)點(diǎn)，PTN現(xiàn)有網(wǎng)投占據(jù)一定有利地位。PTN便于與SDH實(shí)現(xiàn)互通、互聯(lián)，傳輸網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)平滑演進(jìn)，傳輸網(wǎng)絡(luò)總體投資成本能夠得到降低，為現(xiàn)網(wǎng)投資提供保護(hù)。PTN綜合承載力基本得到驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)室或者外場測試，均可進(jìn)一步確認(rèn)PTN綜合承載力。PTN有著極強(qiáng)維護(hù)及網(wǎng)管能力，且具有較強(qiáng)維護(hù)性及可靠性，自身具備著完善的保護(hù)機(jī)制及網(wǎng)絡(luò)管理，可保證網(wǎng)絡(luò)安全與質(zhì)量，可充分滿足于大客戶的網(wǎng)絡(luò)及無線網(wǎng)絡(luò)等需求。PTN產(chǎn)業(yè)鏈較為成熟，國家有關(guān)部委對PTN入網(wǎng)的流程已基本確認(rèn)，PTN總技術(shù)要求進(jìn)入了送審報(bào)批階段，PTN的國際化標(biāo)準(zhǔn)已明確[5-6]。

（2）PTN缺點(diǎn)集中表現(xiàn)為：ITU-T，MEF，IETF均未有以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的相關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)，可運(yùn)用技術(shù)MAC，QinQ等均很難實(shí)現(xiàn)互通、互聯(lián)，保護(hù)機(jī)制還不夠健全。IETF，ITU-T這兩大陣營由于對PTN的保護(hù)機(jī)制存在著不同意見，導(dǎo)致保護(hù)功能方面不及MSTP全面且完善，只包括1+1的備份保護(hù)與1∶1保護(hù)。對于Wrapping與Steering保護(hù)的支持，其倒換的時間較長。Wrapping的保護(hù)實(shí)現(xiàn)保護(hù)倒換期間存在嚴(yán)重丟包情況，很難滿足大數(shù)據(jù)實(shí)時性業(yè)務(wù)傳輸需求?，F(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)與PTN當(dāng)中以同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）內(nèi)部的ASON/MSTP為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，在實(shí)現(xiàn)同步方面有問題，無法實(shí)現(xiàn)兼容。PTN設(shè)備屬于商用化的初期，設(shè)備自身穩(wěn)定性及網(wǎng)絡(luò)安全性、成熟度還需進(jìn)一步驗(yàn)證。分組的承載網(wǎng)，其針對分子網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中TDM業(yè)務(wù)的傳輸有分組包亂序、抖動及分組丟失等狀況存在。

2? ? 建設(shè)策略研究

2.1? 建設(shè)前傳網(wǎng)絡(luò)

建設(shè)前傳網(wǎng)絡(luò)，可借助無源波分復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）與有源兩種方式，以更加適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需求與標(biāo)準(zhǔn)，無源方式中WDM方案為首選。擇選無源方式當(dāng)中WDM方案，是因其可借助便捷傳輸形式，將運(yùn)輸期間經(jīng)濟(jì)成本降低，這一方面優(yōu)勢較為突出，尤其是對于接入側(cè)面成本，可提升接入側(cè)面的使用性能。同時，因網(wǎng)絡(luò)連接集中性較強(qiáng)，針對網(wǎng)絡(luò)維護(hù)有著極強(qiáng)的便捷性優(yōu)勢。

2.2? 建設(shè)中傳/回傳網(wǎng)絡(luò)

建設(shè)5G通信的傳輸網(wǎng)絡(luò)期間，鑒于組網(wǎng)與寬帶靈活度要求較高，在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中這兩個方面均是以相同承載方法為依據(jù)。實(shí)際網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)當(dāng)中，需涵蓋接入層、匯聚層與骨干層等各種層次。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不僅要加以優(yōu)化，且光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)借助多協(xié)議與以太網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)流量監(jiān)控交換，以充分滿足5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的基本承載要求，滿足總體建設(shè)需求。

2.3? 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

5G作為新一代的通信技術(shù)，它與4G相比，并非僅多1G。5G可帶來更高的網(wǎng)絡(luò)寬帶與更快的傳輸速率，即為低延遲性與高可靠性，大規(guī)模的機(jī)器相互間通信傳輸即可實(shí)現(xiàn)。故而，早期移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為能夠與IP化趨勢相符合，選用了層次化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸向著扁平化方向發(fā)展。移動通信在確定以PTN該項(xiàng)技術(shù)為5G主要發(fā)展方向之后，PTN技術(shù)扁平化的發(fā)展優(yōu)勢具體如下：（1）可促使運(yùn)營商針對設(shè)備廠家依賴性將各地，移動運(yùn)營商掌控5G網(wǎng)絡(luò)的能力得以顯著提升。（2）可確保光纖資源的實(shí)際投入與占用得以降低，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及維護(hù)成本也逐漸降低。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)經(jīng)層次優(yōu)化后，基本可實(shí)現(xiàn)扁平化，促使節(jié)點(diǎn)投入得以優(yōu)化，機(jī)房建設(shè)支出有效降低，建設(shè)成本節(jié)約成效顯著。（3）可全面優(yōu)化現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將PTN的網(wǎng)絡(luò)寬帶提高，有效縮減網(wǎng)絡(luò)的層次化架構(gòu)。

2.4? 堅(jiān)持以MPLS為骨干

建設(shè)傳輸網(wǎng)絡(luò)期間，需重新對網(wǎng)絡(luò)層次進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)、升級優(yōu)化或者改造PTN設(shè)備。針對這一舉措，應(yīng)在骨干網(wǎng)絡(luò)層面將MPLS保留好。針對骨干網(wǎng)層的以下部分，應(yīng)停用MPLS。這一舉措，主要是為確保骨干網(wǎng)絡(luò)的IP實(shí)際傳輸質(zhì)量得到提升。結(jié)合LTE技術(shù)優(yōu)勢，需科學(xué)、合理地進(jìn)行LSP帶寬規(guī)劃，為確保骨干網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，需提高LSP的配置，并加大對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)力。結(jié)合不同應(yīng)用需求及標(biāo)準(zhǔn)，做好最適宜的場景布局與安排。城域網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中PTN設(shè)備，應(yīng)升級其各項(xiàng)功能，同步支持SOPF，BGP，RIP等路由的協(xié)議。MPLS應(yīng)面向連接業(yè)務(wù)，在移動的回傳網(wǎng)絡(luò)上做好部署，便于成為移動網(wǎng)絡(luò)首選承載技術(shù)。針對IP化新基站，需結(jié)合實(shí)際需求及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行L3VPN或L2VPN部署，確保網(wǎng)絡(luò)靈活度得以提升，做好LTE規(guī)劃部署。

2.5? 注重5G云化的數(shù)據(jù)中心建設(shè)

應(yīng)注重5G云化的數(shù)據(jù)中心建設(shè)，在研究具體建設(shè)方案期間，應(yīng)認(rèn)識到大型數(shù)據(jù)中心往往占據(jù)5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)最為核心部分，運(yùn)行期間可與海量數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)長距離交互。故而，大型的數(shù)據(jù)中心不僅能夠?qū)崿F(xiàn)可靠、穩(wěn)定地在較長距離范圍內(nèi)傳輸信息，還能夠在相應(yīng)分鐘級業(yè)務(wù)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)較大容量與波長的互聯(lián)。針對該技術(shù)層面，需與相關(guān)通信技術(shù)、OTN技術(shù)性相結(jié)合，以完成核心層DC的間傳輸，為高效率及大容量傳輸提供保障。不僅要保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性與速度均能有效提升，還需在傳輸過程中保證其可靠性與安全性。針對這一方面要求，可借助電層與光層這一雙層保護(hù)形式對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全進(jìn)行維護(hù)。

3? ? 結(jié)語

綜上所述，伴隨移動終端服務(wù)逐漸普及及物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)代人們對于數(shù)據(jù)流量的實(shí)際需求處于激增狀態(tài)，據(jù)相關(guān)預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)在2020年數(shù)據(jù)流量同比2010年將增長約1 000倍左右。5G系統(tǒng)的研發(fā)，以物聯(lián)網(wǎng)為背景，主要面向在2020年已動工的終端通信實(shí)際應(yīng)用需求，移動信息存在巨大的消費(fèi)潛力，而傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸設(shè)備與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備相互間邊界逐漸模糊化，以PTN為基礎(chǔ)的5G傳輸網(wǎng)建設(shè)發(fā)展，應(yīng)適應(yīng)于現(xiàn)存?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)，逐漸向著5G網(wǎng)絡(luò)化時代進(jìn)行部署及建設(shè)發(fā)展，才能夠更好地為5G信息化時代到來提早做好技術(shù)方面的相關(guān)準(zhǔn)備。

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Analysis on the construction strategy of 5G communication transmission network

Yang Wenbo

（Wuhan Branch of China Mobile Communication Group Hubei Co.， Ltd.， Wuhan 430022， China）

Abstract：This paper mainly summarizes and analyzes the transmission network construction strategy of 5G communication， hoping to provide valuable reference or basis for the in-depth study of this subject by relevant experts and scholars.

Key words：5G; communication; transmission network; construction strategy