5G傳輸組網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)研究

【摘要】隨著現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展以及科學(xué)信息技術(shù)的更新，我國(guó)的5G技術(shù)迎來(lái)了發(fā)展契機(jī)，相比傳統(tǒng)的4G等移動(dòng)通信技術(shù)，5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)物互聯(lián)，人與人、人與物之間也能夠?qū)崿F(xiàn)高速、自由的連接，極大的滿(mǎn)足了現(xiàn)代諸多業(yè)主場(chǎng)景的實(shí)際需求。為了更好的實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)更高標(biāo)準(zhǔn)的承載需求，必須要合理的進(jìn)行傳輸組網(wǎng)的建設(shè)?；诖?，本文就5G傳輸組網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】5G;傳輸組網(wǎng);技術(shù)應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.011.001

隨著5G技術(shù)的快速發(fā)展，其業(yè)務(wù)場(chǎng)景也越來(lái)越多，必須要借助5G傳輸組網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代社會(huì)的“萬(wàn)物互聯(lián)”，以便更好的滿(mǎn)足當(dāng)前業(yè)務(wù)場(chǎng)景的實(shí)際需求，其對(duì)促進(jìn)現(xiàn)代智能社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展也發(fā)揮著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1. 5G傳輸組網(wǎng)形態(tài)

5G網(wǎng)絡(luò)具有高帶寬低時(shí)延特點(diǎn)，是現(xiàn)代社會(huì)上最為先進(jìn)的移動(dòng)通信技術(shù)，傳輸組網(wǎng)是一個(gè)將復(fù)接、線(xiàn)傳輸及交換功能集為一體的，并由統(tǒng)一管理系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)能夠進(jìn)一步發(fā)揮5G通信的實(shí)用性，還能夠減少維護(hù)管理的費(fèi)用，為智能網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

當(dāng)前在5G技術(shù)的發(fā)展中，其所使用的接入網(wǎng)已經(jīng)由傳統(tǒng)的由BBU（基帶處理單元）、RRU（射頻拉遠(yuǎn)單元）、天線(xiàn)被重構(gòu)為CU（CentralUnit，集中單元）、DU（DistributedUnit，分布單元）、AAU（ActiveAntennaUnit，有源天線(xiàn)單元）三個(gè)功能實(shí)體，為了使5G網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)拓?fù)溆胁煌男螒B(tài)，運(yùn)營(yíng)商會(huì)結(jié)合不同的業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)部署選擇不同的DU/CU節(jié)點(diǎn)放置位置。

2. 5G網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求

2.1 大帶寬

大帶寬指的是增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB），目前5G采用的是SCMA多址技術(shù)，即成倍提升頻譜效率多址技術(shù)，通過(guò)增加碼域的復(fù)用可以有效將網(wǎng)絡(luò)帶寬提升3倍，除此以外，在多天線(xiàn)的空分復(fù)用的支持下，系統(tǒng)容量也得以成本的提升。

2.2 超可靠低時(shí)延通信（uRLLC）

當(dāng)前在VR/AR、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛、智能制造等行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中，時(shí)延要求也越來(lái)越苛刻，端到端500μs～1ms。由此可見(jiàn)，低時(shí)延通信在當(dāng)前的生產(chǎn)中也占據(jù)重要的地位。

2.3 網(wǎng)絡(luò)靈活，大規(guī)模機(jī)器類(lèi)通信（mMTC）

隨著社會(huì)上對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息、移動(dòng)通信的要求不斷提高，目前正處于物聯(lián)網(wǎng)、萬(wàn)物互聯(lián)的連接現(xiàn)狀中，如何滿(mǎn)足多連接通道、高精度時(shí)鐘同步的要求也是當(dāng)前5G技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，在網(wǎng)絡(luò)需要支持的連接數(shù)呈指數(shù)級(jí)增加的情況下更需要加強(qiáng)其傳輸組網(wǎng)的建設(shè)。

2.4 網(wǎng)絡(luò)切片

由于5G技術(shù)在使用期間對(duì)其覆蓋要求不一、容量需求不一，其場(chǎng)景的差異要求也對(duì)其網(wǎng)絡(luò)分片提出拉要求，具體需要結(jié)合實(shí)際的業(yè)務(wù)場(chǎng)景進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分片。

3.5G傳輸網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)

3.1前傳組網(wǎng)技術(shù)

3.1.1光纖直驅(qū)技術(shù)

光纖直驅(qū)技術(shù)具有線(xiàn)路簡(jiǎn)化，網(wǎng)速快，延時(shí)低等特點(diǎn)，其在使用中主要就是施用大量的光線(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)與點(diǎn)的連接或者點(diǎn)與鏈的連接實(shí)現(xiàn)傳輸，期間并不需要用到傳輸設(shè)備，且傳輸速度比較快（如下圖1所示）。但是該技術(shù)需要用到大量的光纖資源，在未來(lái)5G基站密度不斷增加的情況下，也會(huì)大大增加光纖資源的消耗量，在5G基站密度增加到一定程度的時(shí)候還會(huì)導(dǎo)致光纖資源不足，因此在運(yùn)行后期需要付出大量的維修成本。

3.1.2無(wú)源WDM方案

無(wú)源WDM方案應(yīng)用比較廣泛，不同載波頻率的光可以同時(shí)存在同一條光纖通道中傳輸數(shù)據(jù)，并且互不影響，因此可以在多載波光纖通訊中得到良好的應(yīng)用（如下圖2所示）。在5G傳輸組網(wǎng)的建設(shè)中，其主要是利用該技術(shù)波分復(fù)用的特點(diǎn)，借助無(wú)源合分波器將多路通信載波復(fù)用到同一條光纖中，以此可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的資源配置。與此同時(shí)，還需要借助G.Metro單光纖雙向通訊的方案，其中無(wú)源通訊設(shè)備具有位數(shù)成本低、抗干擾性強(qiáng)、安裝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，有效保障了5G服務(wù)的快速、低時(shí)延。但是多載波復(fù)用需要在同一光纖通道中，因此必須要增加大量的測(cè)出彩光接口，這就會(huì)增加相應(yīng)的成本支出。

3.1.3 OTN方案

OTN方案結(jié)合了SDH技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又在WDM方案的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了靈活完善的OAM管理模式布置，寬帶業(yè)務(wù)模式的開(kāi)展也比較靈活，因此OTN模式在實(shí)踐中也得到良好的應(yīng)用效果。其在實(shí)際應(yīng)用中，需要在OTN設(shè)備的客戶(hù)側(cè)接口端通過(guò)RRU、DU/CU接入OTN設(shè)備，轉(zhuǎn)換設(shè)備再將其轉(zhuǎn)換成復(fù)用彩光信號(hào)進(jìn)入到骨干光纖網(wǎng)絡(luò)中。由此可見(jiàn)，靈活的接入點(diǎn)也可以實(shí)現(xiàn)各種各樣的譬如環(huán)形，鏈狀，點(diǎn)點(diǎn)組網(wǎng)模式，在當(dāng)前的5G傳輸組網(wǎng)建設(shè)中有著較好的實(shí)踐效果。

3.1 4 WDM-PON方案

WDM-PON技術(shù)主要應(yīng)用于固定接入網(wǎng)業(yè)務(wù)的開(kāi)展中，在5G技術(shù)的支持下，WDM-PON技術(shù)可以有效提高傳輸組網(wǎng)的配置效果，但是該技術(shù)對(duì)光固件的要求較高，在當(dāng)前還處于研究當(dāng)中。

3.2回傳組網(wǎng)技術(shù)

3.2.1 ODUFLEX+FLEXo模式

FLEXO基于25G通訊速率的通道中進(jìn)行，ODUFLEX+FLEXo模式所提供的提供靈活的通道接口服務(wù)可以使其更具不同的ODUK進(jìn)行隔離和劃分，光纖線(xiàn)路和物理端口也可以實(shí)現(xiàn)共享，因此其在5G回傳組網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用中比較廣泛，應(yīng)用效果較好。

3.2.2 FLEXE方案

FLEXE主要是作為以太網(wǎng)的增強(qiáng)版，由FLEXESHIM、FLEXGROUP、FLEXECLIENT組成，其主要是基于時(shí)分復(fù)用分發(fā)機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離、網(wǎng)絡(luò)分片等。

4. 5G背景下傳輸網(wǎng)的優(yōu)化、創(chuàng)新和維護(hù)

4.1 傳輸網(wǎng)的優(yōu)化

隨著5G技術(shù)的發(fā)展普及，傳統(tǒng)的4G傳輸網(wǎng)技術(shù)越來(lái)越無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)下社會(huì)的需要，在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，傳輸組網(wǎng)也需要進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，具體包括以下幾點(diǎn)，一是性能較高的網(wǎng)絡(luò);二是較大的容量;三是智能化特征。過(guò)去傳輸網(wǎng)都是采用層次化的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架結(jié)構(gòu)，而當(dāng)前也開(kāi)始嘗試使用扁平化方向的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時(shí)在5G技術(shù)的發(fā)展中進(jìn)一步提高傳輸網(wǎng)的承受能力，使其能夠充分的發(fā)揮作用。

4.2 傳輸網(wǎng)的技術(shù)的創(chuàng)新

4G到5G的發(fā)展無(wú)疑也是整體傳輸技術(shù)的革新發(fā)展;還有PIN管的升級(jí)改善也進(jìn)一步促進(jìn)了5G技術(shù)的發(fā)展。在上述關(guān)于5G傳輸網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)的分析中，OTN方案的技術(shù)創(chuàng)新是當(dāng)前5G技術(shù)發(fā)展中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，首先其在數(shù)據(jù)的采集中能夠發(fā)揮重要的作用;其次就是在數(shù)據(jù)的分析以及故障處理中，OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)路由優(yōu)化的應(yīng)用要求相關(guān)的工作人員不斷提高技術(shù)水平，減少出現(xiàn)失誤的可能。

4.3 傳輸網(wǎng)的維護(hù)

傳輸網(wǎng)的維護(hù)包括對(duì)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳輸設(shè)備、傳輸系統(tǒng)配套設(shè)備以及傳輸線(xiàn)路的維護(hù)。在5G技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，傳輸組網(wǎng)的維護(hù)工作能夠保障其性能優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮，因此應(yīng)該配備專(zhuān)門(mén)的維護(hù)部門(mén)來(lái)負(fù)責(zé)傳輸網(wǎng)核心層、匯聚層和接入層的全程維護(hù)和監(jiān)控。工作期間還應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范并結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)的實(shí)際情況不斷對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，保障各項(xiàng)傳輸資源的合理配置等，不斷提高維護(hù)質(zhì)量。除此以外，相關(guān)研發(fā)人員也需要做好技術(shù)指導(dǎo)工作，具體問(wèn)題具體分析，為5G傳輸組網(wǎng)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

5. 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，5G所具有的強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)能力有力的提高了傳輸數(shù)據(jù)的速率、網(wǎng)絡(luò)連接能力，并降低了傳輸時(shí)延，相比較過(guò)去的移動(dòng)通信技術(shù)，其在現(xiàn)代社會(huì)上逐漸發(fā)揮出重要的作用，為智能社會(huì)的建設(shè)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。目前5G技術(shù)的商用趨勢(shì)越加明顯，大流量低時(shí)延也已經(jīng)成為現(xiàn)代用戶(hù)的主要訴求，因而5G也將迎來(lái)進(jìn)一步的發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：宋黎陽(yáng)（1984.03）男，籍貫：遼寧省桓仁縣，研究方向：通信網(wǎng)絡(luò)工程