面向5G的新型城域承載網(wǎng)的建設(shè)思路探討與實(shí)踐

廖其彬 顧思明 解曉博

中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司四川分公司 四川成都 610000

當(dāng)前移動(dòng)通信技術(shù)以10年一代的速度快速發(fā)展，1G實(shí)現(xiàn)了模擬語(yǔ)音業(yè)務(wù)；從2G開(kāi)始移動(dòng)通信進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，提供數(shù)字化語(yǔ)音服務(wù)的同時(shí)還提供了低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；3G開(kāi)啟了移動(dòng)多媒體時(shí)代；4G移動(dòng)通信進(jìn)入全I(xiàn)P時(shí)代，移動(dòng)帶寬業(yè)務(wù)爆發(fā)。5G時(shí)代，在進(jìn)一步增強(qiáng)4G寬帶無(wú)線接入能力的基礎(chǔ)上，將重點(diǎn)放在支持萬(wàn)物智能互聯(lián)。打造精品5G網(wǎng)絡(luò)、全面推進(jìn)5G三大場(chǎng)景應(yīng)用。

1 目前5G承載面臨的挑戰(zhàn)

現(xiàn)階段，各地區(qū)正在積極開(kāi)展5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，其中“5G建設(shè)，承載先行”的口號(hào)闡述了承載網(wǎng)絡(luò)對(duì)5G發(fā)展的重要性。但是，實(shí)際上5G時(shí)代下的業(yè)務(wù)特征及其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)明顯區(qū)別于4G，這對(duì)于5G技術(shù)是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。

5G的RAN網(wǎng)絡(luò)能夠在原有4G技術(shù)上進(jìn)行技術(shù)結(jié)構(gòu)演進(jìn)。傳統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)采用了兩級(jí)結(jié)構(gòu)模式，主要包括RRU（射頻拉遠(yuǎn)單元）和BBU（基帶處理模塊）；5G網(wǎng)絡(luò)則采用了三級(jí)結(jié)構(gòu)模式，包括AAU（有源天線單元）、DU（分布單元）和CU（集中單元），具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。在這種結(jié)構(gòu)改變下，5G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸渠道進(jìn)一步改變，帶給承載網(wǎng)挑戰(zhàn)[1]。

在目前的4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，逐漸凸顯的單個(gè)基站寬帶顯著增加，基站不穩(wěn)定的密度加大，造成基站選址困難、基站利用率低、機(jī)房成本增加等。在5G環(huán)境下，上述問(wèn)題沒(méi)有得到解決甚至?xí)尸F(xiàn)出“愈演愈烈”的情況?；谶@一特征可以判斷，在未來(lái)5G技術(shù)快速發(fā)展的情況下，還需要進(jìn)一步延續(xù)目前4G網(wǎng)絡(luò)的BBU基礎(chǔ)策略，將5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的DU作為核心組網(wǎng)架構(gòu)。

2 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)形態(tài)分析及融合策略

2.1 承載網(wǎng)

（1）承載網(wǎng)架構(gòu)分析。承載網(wǎng)是數(shù)據(jù)網(wǎng)、傳送網(wǎng)、接入網(wǎng)等多專(zhuān)業(yè)網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)，相同專(zhuān)業(yè)又分多個(gè)不同功能的網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)已難以適應(yīng)云、高速、低時(shí)延、個(gè)性化等業(yè)務(wù)需求?，F(xiàn)有承載網(wǎng)主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：端到端結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用戶(hù)體驗(yàn)差：移動(dòng)、大客戶(hù)、寬帶業(yè)務(wù)貫穿核心、數(shù)據(jù)、傳輸、接入、基站等多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)冗余重疊、網(wǎng)絡(luò)效率低：本地承載網(wǎng)（CE網(wǎng)絡(luò)）與IPRAN網(wǎng)絡(luò)縱向重疊，大珠三/云骨干/UTN省干橫向重疊。

（2）承載網(wǎng)協(xié)議分析。IPRAN和城域網(wǎng)的MPLS采用的是LDP協(xié)議，LDP協(xié)議用于標(biāo)簽分配，但LDP協(xié)議較復(fù)雜，有11種不同類(lèi)型的消息，如果LDP和IGP協(xié)議不及時(shí)同步會(huì)出現(xiàn)路由黑洞，同時(shí)LDP不具備流量工程能力。

業(yè)務(wù)層對(duì)VLL業(yè)務(wù)采用的是RemoteLDP協(xié)議，L3VPN業(yè)務(wù)采用的是MPBGP協(xié)議。業(yè)務(wù)層的協(xié)議不統(tǒng)一。

2.2 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的整合與互通

為適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)及云業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了相應(yīng)改造，滿足了5G初期發(fā)展的需求，提高了網(wǎng)絡(luò)的效率。

（1）IPRAN與CE網(wǎng)絡(luò)的整合。骨干網(wǎng)層面，隨著核心網(wǎng)的下沉和去屬地化，承載B網(wǎng)的功能逐步減弱，B網(wǎng)與A網(wǎng)進(jìn)一步融合。業(yè)務(wù)承載思路如下：本地CE網(wǎng)絡(luò)不再建設(shè)，充分利舊。新增4G/5G業(yè)務(wù)通過(guò)IPRAN2.0設(shè)備承載。原有3G/4G業(yè)務(wù)逐步割接至IPRAN網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)融合步驟如下。IPRAN網(wǎng)絡(luò)核心直連核心網(wǎng)出口路由器。bIPRANMCE1核心、融合為對(duì)本地核心。IPRAN跨廠家互通，進(jìn)行解耦組網(wǎng)[2]。

（2）IPRAN與城域網(wǎng)的互通。以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向，在匯聚層橫向打通本地城域網(wǎng)及IPRAN網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)有機(jī)互聯(lián)，結(jié)合云骨干（省內(nèi)原有的小省網(wǎng)改造而來(lái)）的統(tǒng)一調(diào)度，滿足PON入云、智享專(zhuān)車(chē)等業(yè)務(wù)快速承載開(kāi)通。

2.3 中轉(zhuǎn)/回傳的承載方案

在5G環(huán)境下，用戶(hù)的業(yè)務(wù)需求產(chǎn)生了更加明顯的變化。例如，mMTC物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的處理需要采用大連接的模式，此時(shí)的業(yè)務(wù)帶寬與業(yè)務(wù)需求存在差異。所以，為了更好地滿足這種承載網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求，可以考慮通過(guò)中轉(zhuǎn)/回傳的承載方案。

目前，主流的5G回傳網(wǎng)絡(luò)路由轉(zhuǎn)發(fā)功能的實(shí)現(xiàn)主要有兩種模式：①繼續(xù)使用現(xiàn)有的IPRAN技術(shù)（基于IP的無(wú)線接入網(wǎng)），而為了可以更好地適應(yīng)5G環(huán)境下對(duì)更大數(shù)據(jù)傳輸容量的需求，可以在IPRAN技術(shù)的基礎(chǔ)上添加50GG或者25GE，且針對(duì)縣級(jí)單位等提供基于WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)的大量波長(zhǎng)鏈接；②若此時(shí)的WDM/OTN方案已經(jīng)具備相應(yīng)的ODUK（光通路數(shù)據(jù)單元）和MPLSTP（以太網(wǎng)/多協(xié)議標(biāo)簽轉(zhuǎn)換傳送應(yīng)用）的分組業(yè)務(wù)處理模式，則可以在現(xiàn)有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增強(qiáng)其中的數(shù)據(jù)處理功能，采用一種更加緊湊的組網(wǎng)方案與設(shè)備形態(tài)來(lái)滿足5G環(huán)境下的承載網(wǎng)靈活應(yīng)用要求[3]。

3 對(duì)基礎(chǔ)資源的要求

5G初期，主要采用與4G基站同站址方式部署，對(duì)傳送網(wǎng)基礎(chǔ)資源需求與4G階段基本相當(dāng)。但是隨著超低時(shí)延業(yè)務(wù)的發(fā)展，核心網(wǎng)用戶(hù)面將會(huì)逐步下沉，同時(shí)CU、DU分離，AAU拉遠(yuǎn)后部署位置產(chǎn)生變化，講對(duì)機(jī)房、管道等基礎(chǔ)資源提出了新的要求，為確保支撐5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，需提前做好基礎(chǔ)資源規(guī)劃和建設(shè)。

規(guī)劃5G前傳方案時(shí)，應(yīng)綜合考慮5G基站部署特征、綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)資源、機(jī)房情況等，既要符合建網(wǎng)要求、又要適度超前，滿足未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

匯聚機(jī)房：5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)房的空間和動(dòng)力配套提出了更高的要求，應(yīng)提前儲(chǔ)備匯聚機(jī)房資源；

管道：5G前傳需新建大量光纜，相應(yīng)需占用大量管孔資源，應(yīng)遵循“開(kāi)源節(jié)流”的原則，根據(jù)微格化規(guī)劃、客戶(hù)歸屬唯一性，對(duì)跨網(wǎng)格接入的業(yè)務(wù)光纜進(jìn)行整改，釋放不規(guī)范接入而多占、虛占的管孔資源，同時(shí)適度開(kāi)展管孔資源儲(chǔ)備。針對(duì)管孔緊張段落，應(yīng)采用大芯數(shù)光纜替換多條小芯數(shù)光纜，釋放管孔資源。

光纜：應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃無(wú)線基站和綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)，確保末端接入的唯一性和有序性。

4 結(jié)語(yǔ)

5G技術(shù)的出現(xiàn)能夠加快實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)的更新升級(jí)。現(xiàn)階段5G技術(shù)承載網(wǎng)面臨著挑戰(zhàn)。為了更好地適應(yīng)這種挑戰(zhàn)，需要充分發(fā)揮相關(guān)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，完善5G技術(shù)的體系格局，從而更好地推動(dòng)5G的發(fā)展。