基于5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)對策分析

莫海娜

（廣西通信規(guī)劃設(shè)計咨詢有限公司，廣西 南寧 530007）

0 引 言

目前，通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的開放程度并不高，主要是因為移動網(wǎng)絡(luò)仍在使用同步數(shù)字系列的光傳輸，偏重網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，而且傳輸網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)主體是縱向型的結(jié)構(gòu)，這些都增加了通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)所需要的時間，同時也提高了后期的維護以及升級成本，最終導(dǎo)致了用戶的使用成本增加，并不能很好地滿足用戶的需求。因此，想要更快更好地建設(shè)5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，就需要分析研究無線接入網(wǎng)IP化以及分組傳送網(wǎng)這兩項技術(shù)，并給出相應(yīng)的建設(shè)策略。

1 5G技術(shù)的建設(shè)重難點

在移動通信系統(tǒng)的發(fā)展中，經(jīng)歷從第一代到第五代的輝煌歷程，更新?lián)Q代的速度非?？?，給人們的日常生活與工作創(chuàng)造了極大的便利。在這個過程中，形成了多種無線制式的復(fù)雜情況，多類接入技術(shù)長期共存與發(fā)展。在同一個運營商體系內(nèi)，同時擁有著WLAN網(wǎng)絡(luò)和5G/4G/3G/2G等多種不同制式網(wǎng)絡(luò)，且這種狀況還會一直持續(xù)。在網(wǎng)絡(luò)運營商運行期間，要采取科學(xué)的措施，對多張不同制式的網(wǎng)絡(luò)進行維護，有效提升核心競爭力，實現(xiàn)節(jié)能減排，控制運維成本，這個目標(biāo)是運營商當(dāng)前需要解決的重點問題。在未來的發(fā)展中，移動物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將是通信發(fā)展的關(guān)鍵動力。在發(fā)展中，如何高效的監(jiān)管多接入網(wǎng)絡(luò)，還要滿足5G的應(yīng)用場景，將成為運營商的重大研究課題[1-2]。

目前，5G網(wǎng)絡(luò)全面云化使功能變得越來越靈活，同時也產(chǎn)生了一系列的技術(shù)難題。第一，在網(wǎng)絡(luò)虛擬化中，使得后期升級與跨層故障定位變得更加復(fù)雜；第二，由于引進了邊緣計算，導(dǎo)致網(wǎng)元數(shù)量逐倍增加，給項目的建設(shè)與維護帶來一定的挑戰(zhàn)；第三，微服務(wù)化，由于用戶對定制業(yè)務(wù)提出了更高的需求，這就給相關(guān)業(yè)務(wù)人提出了更高的要求。

2 IPRAN與PTN兩種傳輸技術(shù)特征及優(yōu)缺點分析

2.1 特征分析

2.1.1 IPRAN的特征

IPRAN技術(shù)的基礎(chǔ)是IP/MPLS協(xié)議和一些關(guān)鍵技術(shù)，面向的對象主要是移動業(yè)務(wù)的承載和二三層通道類業(yè)務(wù)承載，以省為單位，依托CN2骨干層組成的端到端的業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)，中文名是無線接入網(wǎng)IP化，其中IP指的是互聯(lián)協(xié)議。這項技術(shù)的主要標(biāo)準(zhǔn)是基于Internet工程的任務(wù)組，由多協(xié)議標(biāo)簽交換的工作組發(fā)布請求評論信息文檔。相較于傳統(tǒng)的通信傳輸技術(shù)，IPRAN技術(shù)的優(yōu)勢十分明顯，其特征主要包括：網(wǎng)絡(luò)擴展性高，能夠滿足多種需求以及提供較高的寬帶；能夠同時承載多項業(yè)務(wù)以及多個進程；業(yè)務(wù)配置的靈活性高，安全性和可靠性較強。

2.1.2 PTN的特征

目前，通信網(wǎng)絡(luò)的運營商們主要是利用PTN來實現(xiàn)長期演進網(wǎng)絡(luò)承載。MPLS-TP技術(shù)的基礎(chǔ)是連接分組交換，這項技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸性能強而且相對可靠和安全，通過設(shè)立MPLS標(biāo)簽可以代替路徑并節(jié)省MPLS的信用命令以及繁瑣IP功能，而其能夠為網(wǎng)絡(luò)QoS提供保障，為了提高網(wǎng)絡(luò)運行綜合質(zhì)量，可以在PTN中應(yīng)用MPLS-TP技術(shù)。MPLS技術(shù)可以良好地承載各項業(yè)務(wù)，也能夠運行在各種業(yè)務(wù)層間，而且能夠獨立存在于控制層與用戶之間。

2.2 優(yōu)缺點分析

2.2.1 IPRAN的優(yōu)缺點分析

優(yōu)點：IP總體構(gòu)架相同，能夠提供較為豐富的網(wǎng)絡(luò)資源給移動寬帶，能夠自動進行業(yè)務(wù)調(diào)整，完善了組網(wǎng)的運行，業(yè)務(wù)通道的配置率也處于較高的水平，能夠使移動業(yè)務(wù)的總體承載量得到提升，而且由于其針對性較強，可以為不同的業(yè)務(wù)提供相對應(yīng)的保障；此外，它還能對現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡(luò)進行承載，并掌控網(wǎng)絡(luò)資源，進而實行協(xié)調(diào)分配，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)的總體運行能力。

缺點：和PTN技術(shù)相比，不難看出IP RAN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)自愈保護層較為薄弱，而且在經(jīng)過技術(shù)測試以及有關(guān)試驗后可以知道，IPRAN技術(shù)的移動業(yè)務(wù)并不能滿足各項測試標(biāo)準(zhǔn)以及實際的需求；此外，由于IPRAN技術(shù)的配置較為靈活，因此維護的任務(wù)量較大而且成本也相對較高，在檢測故障的時候步驟也較為繁瑣，建設(shè)的成本也不低，初期所需要的建設(shè)資金較多。

2.2.2 PTN的優(yōu)缺點分析

優(yōu)點具體如下。首先，PTN能夠快速鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)，商業(yè)能力相對較強；在成本的方面，PTN技術(shù)也是占據(jù)優(yōu)勢的，其運行和維護的成本相對較低，日常的維護檢修比較簡單，而且運行管理較為平滑，同時由于技術(shù)較為成熟，PTN設(shè)備的購入成本也比較低，更適合商業(yè)用途。其次，PTN還能與SDH實現(xiàn)互聯(lián)互通，進一步降低了建設(shè)所需要的成本，保護了現(xiàn)網(wǎng)投資。在經(jīng)過實驗室以及外場測試以后，PTN技術(shù)所展現(xiàn)的承載能力都能夠滿足實際的需求以及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在網(wǎng)絡(luò)安全方面，PTN的保護能力也屬于較強水平，能夠依靠自身完備的保護機制來維護和管理網(wǎng)絡(luò)，進而確保網(wǎng)絡(luò)自身的安全以及保障網(wǎng)絡(luò)總體質(zhì)量，能夠滿足用戶對于網(wǎng)絡(luò)安全方面的需求。最后，PTN產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)趨于成熟，存在明確的入網(wǎng)流程，而且總技術(shù)要求也已經(jīng)進入了送審報批的階段，其國際化的標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)定下。

缺點具體如下。IETF、MEF和ITU-T都不存在關(guān)于業(yè)務(wù)實現(xiàn)的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，而且技術(shù)MAC和QinQ等之間的互聯(lián)互通也是比較難以實現(xiàn)的，有關(guān)的保護機制也還未能夠完善。IETE和ITU-T對于PTN的保護機制的意見并不統(tǒng)一，而PTN的保護機制也只有1：1保護以及1+1的備份保護，PTN這方面則要落后于MSTP。在對Wrapping和Steering的長時間保護倒換時，很容易發(fā)生丟包的事件，導(dǎo)致其保護功能完全不符合要求，在進行大數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候往往會傳輸不完整，不能滿足用戶對于大數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。目前，PTN內(nèi)以同步數(shù)字體系內(nèi)部基于ASON/MSTP的網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)行主流網(wǎng)絡(luò)之間的同步方面存在問題，并不能實現(xiàn)兼容。雖然PTN設(shè)備的購入成本低廉，但是其仍然處于商業(yè)化的初級階段，因此其本身的可靠性和技術(shù)成熟等方面仍然需要進一步確認(rèn)。分組的承載網(wǎng)，在分子網(wǎng)絡(luò)中TDM業(yè)務(wù)的傳輸過程中也存在分組包亂序以及分組丟失等情況，嚴(yán)重影響用戶的體驗。

3 建設(shè)策略研究

3.1 建設(shè)前傳網(wǎng)絡(luò)

前傳網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)有兩種方式，分別是借助無源波分復(fù)用以及有源波分復(fù)用這兩種。而無源的方式更加適合5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)以及需求，所以其WDM方案便成為了建設(shè)的首選方案。無源方式中的WDM方案能夠使用較為便捷的傳輸形式來降低運輸成本，尤其是對于接入側(cè)面的成本，能夠使接入側(cè)面的性能得到提高，優(yōu)勢比較突出。此外，由于WDM方案中的網(wǎng)絡(luò)連接比較集中，所以能夠十分便捷的進行網(wǎng)絡(luò)維護。

3.2 建設(shè)中傳/回傳網(wǎng)絡(luò)

在5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程中，組網(wǎng)以及寬帶都要求要求比較高的靈活性，所以二者都采用了同樣的承載方式。而在實際的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，包括了骨干層、匯聚層以及接入層等多個層次。為了保證網(wǎng)絡(luò)總體質(zhì)量，需要對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行優(yōu)化，而且光傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)可以通過多協(xié)議來和以太網(wǎng)實現(xiàn)流量監(jiān)控交換，來滿足5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的承載要求，確保網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的質(zhì)量達標(biāo)。

3.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

5G和4G的區(qū)別不僅是停留在數(shù)字意義上的多1。和4G相比，5G技術(shù)下的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率更快而且網(wǎng)絡(luò)寬帶的上限也會提高很多，用戶在網(wǎng)絡(luò)中瀏覽信息的時候速度會更快，而且網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性也會有所提高。通過5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，還可以實現(xiàn)大規(guī)模機器之間的信息交換。

早期的移動通信網(wǎng)絡(luò)因為要迎合IP化趨勢，在結(jié)構(gòu)上選用了層次化的方案，而隨后的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)爺朝著扁平化的方向發(fā)展。目前可以知道的是，5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的主流發(fā)展方向是PTN技術(shù)，而這項技術(shù)又是朝著扁平化的方向發(fā)展。PTN技術(shù)的扁平化發(fā)展優(yōu)勢如下。

（1）運營商可以根據(jù)對設(shè)備廠家的依賴來將各個地區(qū)之間納入監(jiān)控，進而進行集中管理，提高運營商對5G網(wǎng)絡(luò)的掌控力。

（2）PTN技術(shù)的扁平化發(fā)展，使得光纖的利用率有所上升，減少了光纖的部署，從而降低在建設(shè)以及后期維護時所需的成本。同時，扁平化發(fā)展可以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，進而減少機房的數(shù)量，降低了建設(shè)成本。

（3）對當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化，扁平化的發(fā)展不僅能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)帶寬，而且還能縮減網(wǎng)絡(luò)之間的層次化架構(gòu)。

3.4 堅持以MPLS為骨干

在建設(shè)5G傳輸網(wǎng)絡(luò)的過程中，要求重新規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)層次，要優(yōu)化或者改造PTN設(shè)備。在這一過程中，為了保證骨干網(wǎng)絡(luò)的IP傳輸質(zhì)量能夠有所提升，需要保留骨干層中的MPLS，以下的部分則要停用。為了提高骨干網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性，需要結(jié)合LTE技術(shù)的優(yōu)勢，將LSP帶寬做到科學(xué)合理，同時提高其配置，并加大網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)力度。根據(jù)實際的要求提供不同的配置，做到因地制宜。此外，還應(yīng)全面升級城域網(wǎng)絡(luò)中的PTN設(shè)備，使其能夠支持RIP、BGP、SOPF等多種路由協(xié)議。為了成為移動網(wǎng)絡(luò)的首選承載技術(shù)，MPLS應(yīng)該面向連接業(yè)務(wù)，同時部署在移動的回傳網(wǎng)絡(luò)上。而對于IP化的新基站，則要根據(jù)實際的需求和標(biāo)準(zhǔn)部署L2VPN或者L3VPN，保證通信網(wǎng)絡(luò)的靈活性并做好LTE的規(guī)劃以及部署工作。

3.5 注重5G云化的數(shù)據(jù)中心建設(shè)

5G時代的高網(wǎng)速以及高寬帶都表明了網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)量將會遠超于以往任何時代，所以如果使用傳統(tǒng)的實體數(shù)據(jù)儲存站，那么建設(shè)成本將會十分高昂，所以在建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)的時候也需要建設(shè)一個云數(shù)據(jù)中心，而這也將成為5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部分。這個云數(shù)據(jù)中心要能夠?qū)崿F(xiàn)長距離交互，而且需要非常高的可靠性和穩(wěn)定性，這樣才能夠保證其能夠滿足數(shù)據(jù)儲存的功能。

4 結(jié) 論

隨著時代的不斷發(fā)展，5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)以及普及是社會的必然選擇，同時其也是通信行業(yè)目前發(fā)展的主流方向。為了5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)能夠更快更好地建成，需要各個部門的協(xié)調(diào)工作以及領(lǐng)先企業(yè)的技術(shù)研發(fā)，對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行全面優(yōu)化，確保5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠和穩(wěn)定運行，進而滿足人們?nèi)諠u增加的要求以及生活生產(chǎn)中的需要。