5G背景下傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃策略探析

[黃何]

1 引言

1982年1G引入發(fā)展以來，移動通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)部署發(fā)展近40年時間，在網(wǎng)絡(luò)速率、時延、可靠性、精度、組網(wǎng)模式、網(wǎng)絡(luò)安全等方面飛躍式發(fā)展同時，無一不體現(xiàn)出傳輸網(wǎng)絡(luò)與時偕行的進步。特別是2019年5G網(wǎng)絡(luò)開始在各國大量集中部署以來，面對5G不同應(yīng)用場景更加關(guān)注網(wǎng)絡(luò)受體場景體驗感受的特點，網(wǎng)絡(luò)垂直行業(yè)應(yīng)用、扁平化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等要求，需要5G中的軟件定義網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模MIMO和超密集組網(wǎng)機制等技術(shù)支撐，傳輸網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從而形成更加高速、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)傳輸網(wǎng)絡(luò)體系保證，確保5G萬物互連得以實現(xiàn)。

2 5G傳輸網(wǎng)絡(luò)需求分析

2.1 傳輸網(wǎng)絡(luò)需求特點

5G傳輸網(wǎng)絡(luò)基本特征表現(xiàn)在可靠性、擴展性和節(jié)能性等方面，相比于4G網(wǎng)絡(luò)，用戶服務(wù)、兼容性、數(shù)據(jù)傳輸速率等方面的優(yōu)勢明顯，對于傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要注意：

（1）時延性。5G移動通信網(wǎng)絡(luò)對時延的精確性提出了非常高的需求，要滿足橫向流量轉(zhuǎn)速指標(biāo)、前傳接口帶寬、中傳、回傳等要求，當(dāng)前的公共無線接口是無法滿足的，需要投入新的通信技術(shù)和大量資源，以實現(xiàn)長距離內(nèi)音頻、視頻及圖片信息資源的實時傳遞，達到現(xiàn)象級移動傳輸數(shù)據(jù)訪問標(biāo)準(zhǔn)。

（2）超高帶寬。實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)下的萬物互連，核心需求就是帶寬。5G技術(shù)對傳輸網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提出了高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，采用新空口技術(shù)，確保5G傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬是LTE的10倍左右。同時，5G網(wǎng)絡(luò)的基站數(shù)量與網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的規(guī)模直接相關(guān)，需超過12 000個才能保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋率達到預(yù)期指標(biāo)，最佳的6:1帶寬收斂比。這種環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)初級環(huán)境階段帶寬應(yīng)保證6T以上，后續(xù)帶寬值應(yīng)滿足17T以上。

（3）組網(wǎng)靈活。組網(wǎng)靈活性要求包括回傳網(wǎng)絡(luò)的靈活性、中傳網(wǎng)絡(luò)的靈活性等方面，傳統(tǒng)的人工靜態(tài)連接模式，工作過程繁瑣、連接配置量大、組網(wǎng)方式笨拙，需要大量的人力資源投入。5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，需要配置冗余保護，提升整個傳輸網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷分擔(dān)能力，單獨配置管理平面，實現(xiàn)軟件化管理和統(tǒng)一調(diào)度。

面對5G網(wǎng)絡(luò)差異化應(yīng)用商業(yè)模式，在同一物理網(wǎng)絡(luò)承載基礎(chǔ)平臺下實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)資源和節(jié)點調(diào)度，滿足差異化商業(yè)機構(gòu)使用和網(wǎng)絡(luò)需求，要求基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)具有網(wǎng)絡(luò)切片方面的能力，需求配置管理切片、轉(zhuǎn)發(fā)切片、控制切片功能，以實現(xiàn)實際應(yīng)用的功效。

2.2 5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景

從5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場景來看，主要分為其定義的eMBB（增強移動寬帶）、mMTC（海量大連接）和URLLC（低時延高可靠性）三大應(yīng)用場景。其中：

eMBB以人為中心的應(yīng)用場景，集中表現(xiàn)為超高的傳輸數(shù)據(jù)速率，廣覆蓋下的移動性保證等。峰值速率為4G網(wǎng)絡(luò)的10倍以上，讓VR/AR、超高清視頻等高流量業(yè)務(wù)體驗得以實現(xiàn)，現(xiàn)場體驗感更加直觀。

mMTC場景下5G的強大連接能力可快速促進各垂直行業(yè)深度融合，支持100萬個/平方公里的設(shè)備連接，如智慧城市、智能家居、環(huán)境監(jiān)測等。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，即萬物互連。

URLLC場景下，連接空口時延要達到1 ms級別，而且要支持高速移動（500 km/h)情況下的高可靠性（99.999%）連接?？沙休d大規(guī)模、高密度的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，如車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、遠程醫(yī)療等特殊應(yīng)用。

3 5G背景下傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃策略

傳輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，需通過5G傳輸網(wǎng)絡(luò)分析，包括面向?qū)ο竽繕?biāo)、需求業(yè)務(wù)指標(biāo)的分析，明確了傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方向后，從以下方面對傳輸網(wǎng)絡(luò)進行完善和優(yōu)化：

3.1 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)提升效率

移動通信通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，是一個繼承與發(fā)展相互轉(zhuǎn)化的過程，兼容和優(yōu)化是5G傳輸網(wǎng)絡(luò)提高網(wǎng)絡(luò)建設(shè)效率、提升網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的重要策略之一。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)往往采用層級化建設(shè)，通信網(wǎng)絡(luò)IP演化以來，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更新、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性發(fā)展受到一定程度的制約，迫使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式由層次化向扁平化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，從而實現(xiàn)降低環(huán)境依賴性、控制網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護成本、減少光纖資源消耗、擴大網(wǎng)絡(luò)帶寬的實際功效，進而實現(xiàn)上層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)向融合。

3.2 技術(shù)融合應(yīng)用

規(guī)劃和建設(shè)傳輸網(wǎng)絡(luò)過程中，不僅要注重面向業(yè)務(wù)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)需求，同時要注重技術(shù)的融合應(yīng)用，確保技術(shù)驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得以實現(xiàn)。

（1）通信網(wǎng)絡(luò)的下一步發(fā)展方向為基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺（MSTP），和傳統(tǒng)的SDH平臺比較，MSTP具有更好的擴展能力，更好的融合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，以進行通信業(yè)務(wù)多元化處理，確保各項業(yè)務(wù)的自適應(yīng)功能，確保傳輸業(yè)務(wù)更加靈活和方便。

（2）網(wǎng)絡(luò)演進過渡期內(nèi)，區(qū)分好網(wǎng)絡(luò)層級。合理利用MPLS技術(shù)，實現(xiàn)核心層級上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理規(guī)劃，而核心級別以下盡量不要采用MPLS,從而在確保核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的同時，減少層級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在應(yīng)用過程中外界因素干擾，保證骨干網(wǎng)穩(wěn)定性，使得IP數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量滿足5G網(wǎng)絡(luò)傳輸要求。網(wǎng)絡(luò)帶寬設(shè)計過程中，整體考慮LTE特征要求，利用先進算法，計算LSP帶寬，完成相應(yīng)計算，根據(jù)配置情況選擇相應(yīng)帶寬，保證設(shè)施運行的穩(wěn)定性。

（3）整合PTN、IPRAN優(yōu)勢，提高網(wǎng)絡(luò)健壯性。PTN網(wǎng)絡(luò)大多基于MPLS-TP交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能很好的保障QoS網(wǎng)絡(luò)的正常運行，用MPLS標(biāo)簽代替路徑，省去繁雜IP功能，有著安全可靠的傳輸性能；IPRAN基于交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)演變而來，大多采用Diff-Serv技術(shù)，不針對每一項業(yè)務(wù)流，在相應(yīng)節(jié)點上采用網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)留，將相似業(yè)務(wù)歸類，擁有強大的互通能力的同時，降低網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)消耗。

在傳統(tǒng)垂直化網(wǎng)絡(luò)部署中，充分利用PTN與SDH兼容性、互通性，利用成熟設(shè)備性能和運維組織體系，減少傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入，短時間內(nèi)完成網(wǎng)絡(luò)部署。扁平化網(wǎng)絡(luò)部署中，加快IPRAN設(shè)備部署，發(fā)揮其強大適配力功能，為多種業(yè)務(wù)發(fā)展提供承載能力平臺，有效提高移動網(wǎng)絡(luò)運行維護能力，豐富移動寬帶路徑，提升通道配置效率和業(yè)務(wù)承載質(zhì)量。

3.3 加強基礎(chǔ)設(shè)施整合

機房、電源、光纖和管道等基礎(chǔ)設(shè)施是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，5G基站數(shù)量的猛增、電源消耗量的增加，要求合理規(guī)劃重要匯聚機房、普通匯聚機房、CRAN機房統(tǒng)籌規(guī)劃和設(shè)置，根據(jù)實際條件合理評估空調(diào)配置能力、交（直）流電源配套、光纜資源分配、通信管道管孔分配等方面資源，根據(jù)實際優(yōu)化現(xiàn)有機房、建設(shè)新機房，合理開發(fā)和利用光纖和管道資源，滿足業(yè)務(wù)長遠發(fā)展需求。

3.4 人才隊伍能力提升

高效優(yōu)質(zhì)的通信網(wǎng)絡(luò)需要不同專業(yè)、不同類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配合運行，同樣，5G傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要不同層次、不同專業(yè)的人才配合，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、工程建設(shè)、工程管理、相關(guān)驗收、網(wǎng)絡(luò)維護各個方面，均需要優(yōu)秀的5G建設(shè)人才完成，實施相應(yīng)的工作。因此，要注重匯聚各種不同特點的優(yōu)秀人才，加強人才培訓(xùn)，從全生命周期角度整合團隊力量，掌握最新技術(shù)能力，確保團隊活力，從而緊跟網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求。

4 結(jié)束語

5G網(wǎng)絡(luò)時代已然來臨，面對低時延、高速率、大帶寬、高可靠性網(wǎng)絡(luò)需求的必然趨勢，傳輸網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)支撐作用必將發(fā)揮更加至關(guān)重要的作用，只有不斷通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源、整合技術(shù)應(yīng)用、發(fā)揮人才合力，才能5G傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護過程中，不斷優(yōu)化和整合網(wǎng)絡(luò)，增強網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的針對性和實效性，不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，滿足整體通信網(wǎng)絡(luò)整體發(fā)展要求，從而也滿足用戶多元化、個性化的5G業(yè)務(wù)體驗要求。