基于IPRAN技術(shù)的5G與4G承載網(wǎng)共存互通方式分析

摘要：隨著移動(dòng)通信技術(shù)水平的不斷提升，信息交互手段進(jìn)一步呈現(xiàn)出高效性與便利性，進(jìn)而對網(wǎng)絡(luò)能力也提出了更高的要求。在這樣的環(huán)境下，5G技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。相較于以往的移動(dòng)通信技術(shù)，5G技術(shù)在滿足人們流量密度、移動(dòng)性以及數(shù)據(jù)連接方面需求的基礎(chǔ)上還可以有效滲透到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。為進(jìn)一步滿足各行各業(yè)的信息化服務(wù)需求，應(yīng)不斷加強(qiáng)對承載網(wǎng)的研究，保證其可以在5G技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾饔?，從而推?dòng)承載網(wǎng)的選型以及5G技術(shù)的快速發(fā)展?；诖?，本文對以IPRAN技術(shù)為基礎(chǔ)的5G承載網(wǎng)展開討論，同時(shí)充分結(jié)合4G承載網(wǎng)絡(luò)的支撐與發(fā)展優(yōu)勢，進(jìn)而為5G與4G承載網(wǎng)的共存互通奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：IPRAN技術(shù);5G;4G;共存互通

在5G無線網(wǎng)絡(luò)之中引入CU和DU兩個(gè)邏輯單元，同時(shí)實(shí)現(xiàn)4G回傳、前傳到5G回傳、中傳和前傳的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而充分滿足各環(huán)節(jié)之間的互連需求。

一、4G、5G技術(shù)混合承載需求

在開展5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期階段，需要顯著加強(qiáng)對5G承載網(wǎng)前傳和回傳兩部分的分析與考量，在優(yōu)化合設(shè)部署方式的基礎(chǔ)上保證5G基站回傳帶寬可以達(dá)到4G基站的10倍以上，進(jìn)而充分滿足人們工作生活中對大帶寬的需求。與此同時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也對承載網(wǎng)提出了更高的要求，其中主要包括降低延時(shí)、提升同步時(shí)間精準(zhǔn)度以及優(yōu)化服務(wù)層次化等。在未來的發(fā)展過程中，4G網(wǎng)絡(luò)和5G網(wǎng)絡(luò)仍會(huì)存在較長時(shí)間的互通，因此有必要在獨(dú)立組網(wǎng)和非獨(dú)立組網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境下，進(jìn)一步提出相應(yīng)的混合承載需求。在SA組網(wǎng)運(yùn)行模式下，4G網(wǎng)絡(luò)和5G網(wǎng)絡(luò)之間具備著一定的獨(dú)立性，為有效提升業(yè)務(wù)的連續(xù)性，需要對現(xiàn)有的4G基站和EPC實(shí)施優(yōu)化升級，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)水平與拓展能力的進(jìn)一步提升;而在NSA組網(wǎng)運(yùn)行模式下，4G網(wǎng)絡(luò)和5G網(wǎng)絡(luò)之間的混合性則要更強(qiáng)，因此以往的NG-eNB網(wǎng)絡(luò)并不能充分滿足低時(shí)延業(yè)務(wù)需求，進(jìn)而可以通過下沉部分核心網(wǎng)功能的方式來有效減少傳輸時(shí)延，為4G和5G混合承載組網(wǎng)方案運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

二、5G承載新技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)階段，IP技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中發(fā)揮了越來越關(guān)鍵的作用，而業(yè)務(wù)承載技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展也為5G開辟了更廣闊的發(fā)展空間，為IP技術(shù)與IPRAN技術(shù)的綜合發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。當(dāng)前5G承載網(wǎng)的整體架構(gòu)如下圖所示：

相較于現(xiàn)有的IPRAN設(shè)備，新型IPRAN設(shè)備在交換容量、端口接入能力等方面能得到了顯著提升，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)向大容量、高密度的方向發(fā)展，保證可以在滿足移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)回傳業(yè)務(wù)運(yùn)行需求的基礎(chǔ)上承擔(dān)更多其他業(yè)務(wù)的發(fā)展需求。新型設(shè)備在原有GE、10GE速率網(wǎng)絡(luò)接口的基礎(chǔ)上優(yōu)化成為50GE/100GE接口，同時(shí)隨著隧道技術(shù)-SR技術(shù)的優(yōu)化升級，L3VPN網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性也將會(huì)得到進(jìn)一步提升。通過與SDN智能控制技術(shù)與SR技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，IP網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的可靠性、智能性和保護(hù)性都將會(huì)得到進(jìn)一步的提升。除此以外，考慮到網(wǎng)絡(luò)切片的關(guān)鍵作用，在承載網(wǎng)運(yùn)行的過程中，應(yīng)進(jìn)一步對多層次切片承載功能實(shí)施推進(jìn)，同時(shí)將其引入到IPRAN網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)多鏈路負(fù)荷分擔(dān)性能的提升以及鏈路帶寬的有效擴(kuò)展。

三、4G技術(shù)向5G技術(shù)的過渡

現(xiàn)階段，IPRAN網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成主要包括城域ER、匯聚ER、匯聚層、接入層等，進(jìn)而有效完成IPRAN組網(wǎng)，因此要想進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)4G技術(shù)向5G技術(shù)的良好過渡主要應(yīng)從接入層、匯聚層以及核心層入手。當(dāng)前，具體典型拓?fù)鋱D如下圖所示。

（一）接入層

在實(shí)施接入層的升級過程中，應(yīng)先考慮CU/DU合設(shè)部署方式，同時(shí)在總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上將環(huán)形結(jié)構(gòu)引入其中。結(jié)合5G理論峰值和4G現(xiàn)網(wǎng)傳輸業(yè)務(wù)模型的具體實(shí)施來看，現(xiàn)階段5GRAN組網(wǎng)方式分為D-RAN和C-RAN，其中在D-RAN模式實(shí)施的環(huán)境下，初期基站數(shù)量較少，在中后期的時(shí)候可以由10GE組環(huán)逐步升級為50/100GE環(huán);而在C-RAN模式實(shí)施的環(huán)境下，初期所帶基站數(shù)相對較多，同時(shí)可以由10GE組環(huán)平滑升級為到50/100GE環(huán)。值得注意的是，在D-RAN模式下，需要用5G10GA設(shè)備來替換4G基站GEA設(shè)備，進(jìn)而為50GE的運(yùn)行提供良好環(huán)境;而在C-RAN模式下，在B設(shè)備端口充裕的情況下可以直接實(shí)現(xiàn)A設(shè)備的接入，而在考慮節(jié)點(diǎn)替換的基礎(chǔ)上則需要將原有的4G業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到新建5GA設(shè)備上。

（二）匯聚層

在進(jìn)行匯聚層的升級過程中，需要充分確保相關(guān)設(shè)備具備100GE鏈路開通能力，同時(shí)充分結(jié)合目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)進(jìn)行組網(wǎng);與此同時(shí)，應(yīng)最大限度地避免同址多套B設(shè)備堆疊，有效實(shí)現(xiàn)對原有B設(shè)備的替換與連接。在實(shí)際建設(shè)的過程中，主要應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下兩個(gè)方面：第一，如果針對原有B設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的升級改造，進(jìn)而可通過多槽位B1設(shè)備替換少槽位B1設(shè)備得翻來為5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容板卡和端口的擴(kuò)展;第二，如何針對B設(shè)備堆疊問題提出恰當(dāng)?shù)慕鉀Q措施，面對這樣的問題，應(yīng)先對原有B設(shè)備加以替換，新增8槽或16槽B設(shè)備，同時(shí)盡可能地控制機(jī)房內(nèi)B設(shè)備數(shù)量。

（三）核心層

現(xiàn)階段，IPRAN核心層主要包括匯聚ER、城域ER等，通常來說，在進(jìn)行匯聚ER設(shè)備建設(shè)的過程中需要按照1：2的比例對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行替換，同時(shí)還需要進(jìn)一步加強(qiáng)對上行鏈路數(shù)量和帶寬的考慮;而在對城域ER進(jìn)行建設(shè)的過程中則需要使用100GE或N*100GE鏈路，進(jìn)而保證IPRAN技術(shù)的穩(wěn)定實(shí)施。

4 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對承載網(wǎng)提出了更加多樣化的業(yè)務(wù)需求，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)由4G網(wǎng)絡(luò)向5G網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定過渡，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對基于IPRAN技術(shù)承載網(wǎng)的研究，從而充分滿足5G技術(shù)大帶寬業(yè)務(wù)的發(fā)展需求。與此同時(shí)，在未來的發(fā)展過程中，還會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)SR、SDN等技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)5G的創(chuàng)新發(fā)展。

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作者簡介：

劉發(fā)舉（1981— ），安徽蕭縣人，助理工程師;研究方向：5G承載。

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