淺談5G傳輸組網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)問題

王佳銳

廣東南方通信建設(shè)有限公司 廣東深圳 518000

5G大帶寬的應(yīng)用需求很多，例如汽車自動駕駛功能、VR/AR高清視頻、高清視頻監(jiān)控等等，這對傳輸網(wǎng)絡(luò)的帶寬提出了更高的要求。5G時代，傳輸設(shè)備提供10GE端口與基站對接，接入層采用50GE至100GE組環(huán)，匯聚層采用200GE至400GE組環(huán)，核心網(wǎng)采用N＊400GE組環(huán)。在保證使用效果的同時，強化對網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配與調(diào)整，更加有效降低運營成本。

1 5G傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)

5G技術(shù)將適用于移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等多種應(yīng)用場景（eMBB、mMTC等），已經(jīng)成為信息通信領(lǐng)域高度關(guān)注的熱點技術(shù)之一，5G強大的連接能力可以實現(xiàn)從消費到生產(chǎn)的全環(huán)節(jié)、從人到物的全場景覆蓋，快速促進互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與各行各業(yè)的深度融合，并將催生最大的應(yīng)用之—“萬物互聯(lián)”。相對于以往的通信技術(shù)提升了百倍及以上的量級，端到端同步精度需達到100ns量級，時延要求則達到ms量級或更低，5G的應(yīng)用所帶來的不僅是網(wǎng)速的提升，還會將無線通信應(yīng)用到更多的地方，讓許多之前停留在理論階段或者某些因為條件限制而剛起步的科技得到廣泛的應(yīng)用，5G技術(shù)的這些新性能推動面向5G承載的光纖傳輸網(wǎng)迎來新一輪發(fā)展契機，同時，對于移動回傳、移動前傳等傳輸網(wǎng)絡(luò)提出諸多挑戰(zhàn)性需求[1]。

2 5G傳輸網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)

2.1 前傳組網(wǎng)技術(shù)

光纖直驅(qū)技術(shù)。光纖直驅(qū)技術(shù)的最大優(yōu)點在于可以快速實現(xiàn)部署，可以實現(xiàn)線路簡化，網(wǎng)速快，延時低等優(yōu)勢，光纖直驅(qū)技術(shù)通過使用大量的光纖進行點點連接，或者點鏈連接，在組網(wǎng)過程中無需用到傳輸設(shè)備，簡單便捷。但是光纖直驅(qū)技術(shù)缺點也非常明顯，由于大量用到了光纖資源，隨著5G基站的密度不斷增加，光纖資源的消耗量也是非常龐大的，在5G基站布置過多的時候，還容易出現(xiàn)光纖資源不足的問題。而且光纖直驅(qū)模式中確保了可以供管理的OAM和網(wǎng)絡(luò)保護功能，對后期的維護增加了不少成本[2]。

2.2 5G傳輸網(wǎng)低時延技術(shù)

超低時延的5G業(yè)務(wù)對傳輸網(wǎng)提出苛刻的要求。毋庸置疑，基于ROADM的光層一跳直達是實現(xiàn)超低時延的最佳首選，但是只適用于波長級的大顆粒度傳輸與交換。而對于波長級別以下的中小顆粒度，如1G/2.5G/10G/25G等，主要還是通過優(yōu)化OTN映射、封裝效率來降低時延。通過光層ROADM設(shè)備，免去了中間非必要的光電轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的光層直通，達到更優(yōu)方式降低時延。

伴隨著ROADM技術(shù)的不斷演進，新一代ROADM技術(shù)將向著更高維度、簡化運維的方向發(fā)展，基于MCS技術(shù)的WSS由于分光比太大，需要采用光放大器陣列進行補償，其未來演進受到限制，尤其是難以向更高維度發(fā)展。MxNWSS技術(shù)是一個重要的發(fā)展方向，隨著時延要求越來越高，未來在某些時延極其苛刻場景下，針對特定場景需求進行優(yōu)化，超低時延的OTN設(shè)備單節(jié)點時延可以達到1us量級。具體可以通過以下3個思路對現(xiàn)有產(chǎn)品進行優(yōu)化：針對特定場景，優(yōu)化封裝時隙；簡化映射封裝路線；簡化ODU映射復用路徑[3]。

2.3 5G傳輸網(wǎng)超高靈活調(diào)度技術(shù)

5G時代，能夠靈活調(diào)配網(wǎng)絡(luò)資源應(yīng)對突發(fā)流量是5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵特征要求。對于網(wǎng)絡(luò)的靈活帶寬特性，依據(jù)承載硬件系統(tǒng)的邏輯管道容量與傳輸業(yè)務(wù)大小的匹配度，分為兩種情況：

（1）邏輯管道大于傳輸業(yè)務(wù)顆粒度，則單個邏輯管道承載多顆粒度業(yè)務(wù)，通過ODU?ex技術(shù)實現(xiàn)傳輸帶寬靈活配置和調(diào)整，以提高傳輸效率。邏輯管道小于傳輸業(yè)務(wù)顆粒度，則需要考慮多端口綁定及帶寬分配，如FlexO技術(shù)。

（2）對于網(wǎng)絡(luò)端到端的管理和控制，進行高效的網(wǎng)絡(luò)部署和靈活的資源動態(tài)分配，完成業(yè)務(wù)快速發(fā)放，則需要利用軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）等新型集中式智能管控技術(shù)來實現(xiàn)。

（3）傳統(tǒng)ODUk按照一定標準容量大小進行封裝，受到容量標準的限制，容易出現(xiàn)某些較小顆粒的業(yè)務(wù)不得不用更大的標準管道容量進行封裝，造成網(wǎng)絡(luò)資源浪費。ODU?ex，即靈活速率的ODU，能夠靈活調(diào)整通道帶寬，調(diào)整范圍為1.25G-100G。

其中最主要和最有價值的用例是BoD（BandwithonDemand即帶寬隨需發(fā)放）：TSDN控制器掌控全網(wǎng)設(shè)備信息，客戶通過終端預訂帶寬服務(wù)，而且在后臺對網(wǎng)絡(luò)資源進行自動調(diào)配，業(yè)務(wù)的速度轉(zhuǎn)發(fā)得以實現(xiàn)。這種服務(wù)可以提升網(wǎng)絡(luò)資源利用率和客戶帶寬體驗，很好地滿足企業(yè)云專線和云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)提出的動態(tài)按需大帶寬的需求。TSDN還可以配合OTN時延測量技術(shù)，實現(xiàn)進行最短時延路徑的管理、保護、尋找、規(guī)劃等操作，并全網(wǎng)時延信息可視化。

3 結(jié)語

5G將形成一個全球統(tǒng)一融合的通信標準，5G網(wǎng)絡(luò)對傳輸網(wǎng)綜合性能提出更具嚴格的需求，傳送網(wǎng)絡(luò)性能不僅要具備高效的動態(tài)按需切分應(yīng)用的能力，還需要與無線網(wǎng)絡(luò)及上層的IP協(xié)同起來，實現(xiàn)協(xié)同和跨域跨層的帶寬，實現(xiàn)端到端的數(shù)據(jù)服務(wù)參數(shù)要求，以滿足不同業(yè)務(wù)的帶寬不同傳輸承載要求。對5G傳輸應(yīng)用進行技術(shù)和指標優(yōu)化、引入硅光新技術(shù)等方式實現(xiàn)成本大幅度降低，而5G傳輸對于新型傳輸設(shè)備的大量需求也將為這些技術(shù)的實現(xiàn)提供可能[4]。