5G傳輸網(wǎng)絡規(guī)劃方案探討

1 引言

目前世界各國都在緊密部署5G網(wǎng)絡，我國部分試點城市已開通5G網(wǎng)絡基站。作為新一代通信技術，5G將為未來萬物互聯(lián)提供主力的基礎網(wǎng)絡支撐，使自動駕駛、遠程醫(yī)療、智慧城市、智慧工業(yè)、實時VR/AR等場景應用得以實現(xiàn)。在此背景下，由于5G通信技術更加關注用戶的網(wǎng)絡使用場景的體驗感受，在長期的研究實踐中，逐步形成了用于5G通信傳輸網(wǎng)絡建設的軟件定義網(wǎng)絡、大規(guī)模MIMO技術及超密集組網(wǎng)技術機制等[1]，從而為用戶提供更加高速、穩(wěn)定、優(yōu)質的通信網(wǎng)絡使用體驗奠定了堅實的技術基礎。

2 5G傳輸網(wǎng)絡的特點分析

2.1 5G傳輸網(wǎng)絡特點

5G傳輸網(wǎng)絡在用戶服務、兼容性及通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫嬉?G網(wǎng)絡更具優(yōu)勢，其通信傳輸網(wǎng)絡的基本特征表現(xiàn)為可靠性、擴展性和節(jié)能性。

首先，相關網(wǎng)絡運營商在組網(wǎng)過程中，為了滿足用戶不同需求，大量投入資源，創(chuàng)新開發(fā)可靠性更強的現(xiàn)代通信技術，在短時期內有效提高了5G通信網(wǎng)絡的吞吐量，也使通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸更穩(wěn)定，在長距離內能夠實現(xiàn)對音頻、視頻及圖片信息資源的快速傳輸，達到現(xiàn)象級移動通信傳輸數(shù)據(jù)訪問量標準。

其次，5G通信著眼于實際情況，依賴于原有4G通信技術，通過對子技術資源進行整合拓展，能夠為用戶提供更加多元及個性化的服務體驗。2017年，我國5G通信網(wǎng)絡首次采用大規(guī)模天線技術進行基站覆蓋能力測試，其在3.5 GHz頻段下的下載速率覆蓋距離與4G基站2.6 GHz頻段基本相同，且能夠同時滿足不同區(qū)域不同用戶的通信訴求。

此外，5G通信網(wǎng)絡基于相應的通信技術協(xié)議，構建高效的信息中心網(wǎng)與組織網(wǎng)，不僅提高了通信技術節(jié)能性與信息交互速率，而且降低了網(wǎng)絡建設成本，使5G通信網(wǎng)絡的實用性特征得到更好的體現(xiàn)。與4G網(wǎng)絡相比，5G網(wǎng)絡整個通信活動受外界影響干擾更小，能夠為用戶提供更高質量的通信服務。

2.2 5G通信傳輸網(wǎng)絡的應用場景

5G通信傳輸網(wǎng)絡技術主要包括用戶服務、網(wǎng)絡兼容性及經濟效益等多個層面的內容。

首先，從5G通信傳輸網(wǎng)絡的具體應用場景來看，5G通信技術應用服務對象范圍不斷擴大，主要分為eMBB(增強移動寬帶)、URLLC(超可靠低時延通信)、mMTC(海量連接物聯(lián)網(wǎng))三大場景。eMBB讓虛擬現(xiàn)場VR、超高清視頻、增強現(xiàn)實AR等大流量業(yè)務體驗更好。mMTC可承載大規(guī)模、高密度的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，每平方公里支持100萬個設備連接。URLLC要求空口時延達到1 ms，使得遠程技術方案得到保障，從而為5G通信傳輸網(wǎng)絡技術在無人駕駛、遠程醫(yī)療等領域的應用奠定了重要基礎。另外，5G將支持網(wǎng)絡切片(Network Slicing)等技術，可以把一張物理網(wǎng)絡切成很多張相互獨立的虛擬子網(wǎng)，每個子網(wǎng)可保障符合服務標準(SLA)的使用體驗。

其次，5G通信融入了較多新興的通信技術，與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡框架相比，其網(wǎng)絡兼容性顯著提升，不同通信技術之間需要實現(xiàn)快速轉換，既降低了運營商的運營成本，也使得不同通信設備之間的穩(wěn)定傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn)[2]。

另外，為了保證技術的實用性，在研發(fā)5G通信技術過程中，運營商在相關技術支持下，結合用戶實用訴求，從經濟層面著手降低網(wǎng)絡運營成本，對于不同場景采取針對性策略，滿足用戶不同業(yè)務的差異性需求，從而為用戶提供優(yōu)質、便捷與個性化服務。

3 5G通信傳輸網(wǎng)絡建設探討

5G時代，通信傳輸承載網(wǎng)絡部署需求具有明顯變化，在不同業(yè)務需求方面，傳輸網(wǎng)絡需結合5G業(yè)務應用場景特點進行建設。如面對大寬帶流量需求和承載需求，需要通過部署及移動邊緣計算進行5G網(wǎng)絡架構；在5G通信傳輸網(wǎng)絡建設時，既要考慮技術兼容性，又要明確投資效益與建設成本之間的關系。為提升網(wǎng)絡智能性，需考慮基于SDN新型路由技術，為承載網(wǎng)的部署提供更加可靠的技術支撐。

對于5G通信傳輸網(wǎng)絡而言，BBU包含DU和CU兩種不同功能，因此基于合設的部署形式能夠有效分離DU和CU功能實體。在5G組網(wǎng)架構中，CU、DU部署有多種方式可選，因此傳輸承載網(wǎng)需求也不盡相同，典型的5G無線接入網(wǎng)組網(wǎng)類型分為CU/DU合設與分設、D-RAN與C-RAN等4種，如圖1所示。部署方式的選擇，需要綜合考慮業(yè)務的傳輸需求（如帶寬，時延等因素）、建設成本投入、維護難度等多種因素。

5G無線網(wǎng)絡的承載需求分為前傳、中傳、回傳[3]，由于無線接入網(wǎng)組網(wǎng)部署的多樣性，使得前傳、中傳、回傳的位置也隨之不同，如圖2所示。

（1）5G承載網(wǎng)絡前傳網(wǎng)：5G時代背景下，基站拉遠設備AAU至DU為前傳。當DU為分散設置（D-RAN）時，一般采用鎧裝尾纖與AAU連接；若AAU距離較遠，也可采用光纖直驅拉遠設置，如傳輸光模塊為雙芯需求，則每臺拉遠AAU設備的纖芯需求為2芯。當DU集中設置（C-RAN）時，一般采用光纖直驅方式，每個AAU采用2芯光纖上聯(lián)至DU，例如新建3個扇區(qū)的室外宏基站一般設置3個AAU，需占用6芯光纖；若纖芯資源不足或DU集中機房至AAU距離過長，對整體光纜纖芯消耗過大，可采用波分（有源/無源）承載方案，纖芯需求為2芯或者4芯。

圖1 5G無線接入網(wǎng)網(wǎng)絡部署組網(wǎng)類型

圖2 不同組網(wǎng)方式對應的前傳、中傳、回傳網(wǎng)絡位置圖

（2）5G 承載網(wǎng)絡中傳網(wǎng)絡：DU至CU為中傳。目前處于5G網(wǎng)絡建設初期，CU/DU為合設部署，暫時無需考慮中傳。后期可通過無線業(yè)務云化，實現(xiàn)CU和DU的分離。

（3）5G承載網(wǎng)絡回傳網(wǎng)：CU與CN之間為回傳，回傳采用傳輸設備加以實現(xiàn)。在5G組網(wǎng)過程中，通過CU云化部署，能夠進一步密切DU數(shù)目與CU寬帶之間的聯(lián)系，同時還會提升回傳網(wǎng)的收斂性能。

因此，在5G承載網(wǎng)絡中傳網(wǎng)絡體系下，其二級前傳網(wǎng)絡的可靠性需求及寬帶需求更能夠得到很好的滿足。另外，其與回傳網(wǎng)收斂性特征較為相似，基于這一特征，在設計5G通信傳輸網(wǎng)絡總體建設架構時，即可根據(jù)回傳網(wǎng)的基本特點，結合IPRAN網(wǎng)絡中回傳承載與中傳承載的相似性關系，在中傳與回傳之間一同建立無需單獨部署實體DU設備的承載網(wǎng)絡，通過在DU實體設備中集中云化部署CU，采用網(wǎng)絡邏輯切片措施協(xié)調和整理有關業(yè)務，滿足相關業(yè)務承載需求。

4 結束語

本文分析了5G傳輸網(wǎng)絡具備的特點，介紹了傳輸網(wǎng)絡在不同5G業(yè)務場景下應用，并按照前傳、中傳、回傳等不同網(wǎng)絡需求下對5G傳輸網(wǎng)絡前期建設方案及以后發(fā)展方向等進行探討，進一步明確5G通信技術下的5G通信傳輸網(wǎng)絡建設重點任務，增強5G通信網(wǎng)絡技術研發(fā)及應用實效性和針對性，從而為用戶提供更加多元化、個性化的通信網(wǎng)絡使用體驗。