面向5G業(yè)務(wù)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)SPN規(guī)劃及組網(wǎng)架構(gòu)

農(nóng)嘉瑩

摘要：我國在5G技術(shù)發(fā)展和研究上處于國際領(lǐng)先地位，其中SPN建設(shè)屬于必不可少的重要內(nèi)容，需要對其組網(wǎng)操作提高關(guān)注度。但是從5G場景建設(shè)過程可以看出，實際建網(wǎng)操作存在很多新的問題。相關(guān)企業(yè)和部門應(yīng)開展針對性研究，建立切實可行的工作方案，為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大創(chuàng)造有利條件。對此，文章重點就面向5G業(yè)務(wù)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)SPN規(guī)劃及組網(wǎng)架構(gòu)相關(guān)問題進行研究分析，以供參考。

關(guān)鍵字：5G技術(shù);SPN規(guī)劃;組網(wǎng)架構(gòu);研究

引言

目前中國大中型城市的市區(qū)、縣城均已部署切片分組網(wǎng)（slicing packet network，SPN）系統(tǒng)用于承載5G業(yè)務(wù)。面向未來“5G+垂直”行業(yè)多種新場景的差異化發(fā)展需求，對承載網(wǎng)提出了多維度挑戰(zhàn)。SPN系統(tǒng)具備FlexE切片、SR等新功能，并在落地組網(wǎng)和業(yè)務(wù)開通方面具備新的特點。

15G網(wǎng)絡(luò)對傳送網(wǎng)的影響

5G在大帶寬、靈活連接、網(wǎng)絡(luò)分片、低時延和高精度時間同步等方面對傳輸網(wǎng)提出了全新的要求。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）單站帶寬：5G基站均值帶寬為3Gbit/s，峰值帶寬為7Gbit/s。（2）網(wǎng)絡(luò)承載：5G的高容量、低時延、高可靠、高靈活、低功耗、大連接、差異化和高移動等關(guān)鍵需求對承載網(wǎng)絡(luò)提出了全新的挑戰(zhàn)。（3）建站模式改變：5G網(wǎng)絡(luò)CU/DU合設(shè)至集中機房，5G前傳全面采用C-RAN集中—拉遠的建設(shè)模式，對管線資源消耗進一步增大。（4）建設(shè)密度的提高：根據(jù)5G目標網(wǎng)規(guī)劃，5G站址密度相對4G大幅度提高，帶來對傳輸管線冗余和合理有效利用提出了更高的要求。

2SPN關(guān)鍵技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)特點

5G網(wǎng)絡(luò)本身承載著很多變化和要求，其中SPN作為一種全新的傳輸網(wǎng)技術(shù)內(nèi)容，分別在物理層、鏈路層和轉(zhuǎn)發(fā)控制層采用創(chuàng)新技術(shù)，能夠滿足5G網(wǎng)絡(luò)的承載需求。

2.1SPN關(guān)鍵技術(shù)

SPN主要是繼承PTN功能特性，并以此為基礎(chǔ)進行強化和創(chuàng)新。SPN采用創(chuàng)新以太分片組網(wǎng)技術(shù)和面向傳送的分段路由技術(shù)，并融合光層DWDM技術(shù)的層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制，可實現(xiàn)基于以太網(wǎng)多層技術(shù)融合，SPN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要包含5部分內(nèi)容：第一，切片傳送層STL。制作過程中主要采用高性價比25GE、50GE和200GE等以太網(wǎng)接口，能對彩光DWDM提供有效支持，也是對切片物理層的編碼過程，能夠強化大帶寬傳送能力。第二，切片通道層SCL。該通道層能夠為業(yè)務(wù)切片提供端到端的通道化組網(wǎng)，并呈現(xiàn)具體網(wǎng)絡(luò)切片硬隔離等功能，強化整個通道層的檢測和故障恢復(fù)能力。第三，切片分組層SPL。它主要是對業(yè)務(wù)進行識別和分流操作，是實際保障處理的基本過程，在保證其靈活連接的同時，實現(xiàn)對IP、以太等業(yè)務(wù)的尋址轉(zhuǎn)發(fā)，強化整個系統(tǒng)的分組交換能力。第四，時鐘同步模塊。該模塊在應(yīng)用時能夠為網(wǎng)絡(luò)提供精度和時間同步能力，降低節(jié)點時間和頻率誤差。第五，統(tǒng)一管控模塊。借助標準化組網(wǎng)模型和網(wǎng)絡(luò)接口，能夠?qū)崿F(xiàn)SPN承載網(wǎng)的統(tǒng)一管理，其是后續(xù)操作有序開展的基本前提。

2.2SPN技術(shù)特點

SPN應(yīng)用過程中，通過SDN架構(gòu)設(shè)計形式，呈現(xiàn)大寬帶、網(wǎng)絡(luò)分片以及高精度時間同步等功能，為后續(xù)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造有利條件，具體如下：第一，高效大帶寬承載。它主要是以高效以太網(wǎng)應(yīng)用為主，通過FlexE和DWDM相結(jié)合的形式應(yīng)用新的光層技術(shù)。該項技術(shù)不但可以實現(xiàn)單纖大帶寬的承載能力，還能幫助人們靈活應(yīng)用帶寬，滿足低成本、大帶寬的基本應(yīng)用要求。第二，路由化靈活連接。該項操作主要是以SR技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)，賦予網(wǎng)絡(luò)更強的交互功能，在內(nèi)部轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點時并不需要感知實際業(yè)務(wù)狀態(tài)，維護拓撲信息即可，進一步強化了網(wǎng)絡(luò)擴展性，同時也可以適當引入雙向隧道功能和端到端保護功能，保證各項業(yè)務(wù)的靈活連接。第三，SDN的統(tǒng)一管控。實際管控操作執(zhí)行過程中主要是以南向和北向接口為基準，做到多域的統(tǒng)一管理和集中化調(diào)度，使承載網(wǎng)和核心網(wǎng)之間端到端業(yè)務(wù)編排處于協(xié)同狀態(tài)。

35G混合場景下SPN組網(wǎng)策略

在實際分組化傳輸方案演進中，可以借助SPN開展組網(wǎng)操作，實現(xiàn)與4GPTN的同時運營。該項技術(shù)自身具備比較明顯的特點，可以為后續(xù)5G承載網(wǎng)建設(shè)創(chuàng)造良好條件，穩(wěn)步實現(xiàn)有效演進和升級操作。

3.1SPN組網(wǎng)架構(gòu)

在新建SPN組網(wǎng)架構(gòu)內(nèi)容中能夠看出，主要涉及“核心層+匯聚層+接入層”方式，之后與SR、FlexE等技術(shù)結(jié)合在一起，滿足5G承載需求，借助SDN做到統(tǒng)一管控。實際組網(wǎng)架構(gòu)模型，如圖1所示。其中，核心層網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建主要采用200GE/400GE組網(wǎng)，匯聚層網(wǎng)絡(luò)借助50GE/100GE進行組網(wǎng)，確保5G業(yè)務(wù)中的超大帶寬要求得到合理滿足。

圖1SPN組網(wǎng)架構(gòu)模型

3.2SPN的演進策略

面向5G的SPN承載平面，在實際建設(shè)過程中能夠與現(xiàn)有的PTN、OTN等網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)共存，在未來發(fā)展過程中也要與承載基站業(yè)務(wù)、專線業(yè)務(wù)等結(jié)合在一起，實現(xiàn)綜合承載與演進。首先，在實際SPN組網(wǎng)初期，可以根據(jù)SPN組網(wǎng)平面內(nèi)容確定5G基站的具體業(yè)務(wù)內(nèi)容，其中包括之前4G和集團專線等業(yè)務(wù)內(nèi)容，建立起新老網(wǎng)絡(luò)共存的基本過渡期。在上述工作的幫助下，之前的PTN+OTN網(wǎng)絡(luò)得到了擴容，實際電信業(yè)務(wù)也逐步朝著SPN平面轉(zhuǎn)移。其次，在SPN成熟商用期間，涉及到的內(nèi)容有無線基站業(yè)務(wù)、專線業(yè)務(wù)以及家寬業(yè)務(wù)等，還能實現(xiàn)軟件硬件解耦、為網(wǎng)絡(luò)分片執(zhí)行有效支持等。另外，骨干網(wǎng)也會朝著扁平化和大帶寬方向發(fā)展，城域網(wǎng)會朝著一張網(wǎng)綜合承載方向演進，是一張網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實現(xiàn)的根本所在。

3.3綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)

首先，相關(guān)部門應(yīng)該與市政發(fā)展規(guī)劃內(nèi)容結(jié)合在一起，對業(yè)務(wù)發(fā)展?jié)摿薮蟮泥l(xiāng)鎮(zhèn)等部署綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)，為后續(xù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)5G全覆蓋創(chuàng)造有利條件。除此之外，通過對綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的有效整治和一級光交“弱覆蓋”區(qū)域光交環(huán)補建，人們可以在規(guī)劃期間消除光交“弱覆蓋”現(xiàn)象。面對5G基站建設(shè)的實際需求，應(yīng)按照實際優(yōu)化綜合業(yè)務(wù)內(nèi)容接入光纜，這是對一級光交環(huán)擴容改造的基本過程。也可以根據(jù)光模塊一級eCPRI接口成熟度，明確5G前傳以裸光纖為主。相比之下，5G前傳的光纖網(wǎng)與3G和4G時代十分接近，資源儲備量極為豐富。根據(jù)實際前傳網(wǎng)絡(luò)纖芯需求容量的測算，除了與既有光纖網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相參照外，實際瓶頸在于主干光纜纖芯容量無法滿足AAU上行需求。當實際無線AAU與二級光交后，如果區(qū)域內(nèi)纖芯需求較高，將會以C-RAN集中機房或者匯聚機房為主，根據(jù)具體需求確保對主干纖芯的擴容操作。最后，需要盡可能提升主干和次主干道路的資源儲備力度，為后續(xù)業(yè)務(wù)承載創(chuàng)造良好基礎(chǔ)。

結(jié)束語

綜上所述，從實際SPN建設(shè)過程中能夠看出，基于解決網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)中潛在的瓶頸和問題，需要以用戶體驗分析為主，使整個SPN組網(wǎng)操作變得更加順暢。此外，需要明確NSA和SA之間不同標準下的接入場景，尤其是在5G連續(xù)覆蓋和基站同/異址建設(shè)時，要將不同網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)聯(lián)性呈現(xiàn)出來，在實際建網(wǎng)過程中逐步完善整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

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