700 M 5G承載網(wǎng)絡(luò)全面覆蓋通信方案分析

張存喜,薛其林

(中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司山東分公司,山東 濟(jì)南 250001)

0 引言

5G時(shí)代的到來,為城鄉(xiāng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)創(chuàng)造了有利條件,大規(guī)模建設(shè)700 M5G承載網(wǎng)絡(luò),有利于更好地滿足不同類型業(yè)務(wù)開展承載需求,持續(xù)推進(jìn)700 M5G承載網(wǎng)絡(luò)全面覆蓋,提升城市移動(dòng)城域傳送網(wǎng)功能性。如何有效建設(shè)700 M5G承載網(wǎng)絡(luò),是目前相關(guān)人員需要重點(diǎn)考慮的問題。

1 目前5G承載網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)

增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶、大規(guī)模機(jī)器通信以及超高可靠低時(shí)延通信是目前5G時(shí)代主要應(yīng)用場(chǎng)景,對(duì)5G承載網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建有著關(guān)鍵性作用。上述三大應(yīng)用場(chǎng)景,對(duì)5G承載網(wǎng)絡(luò)需求各不相同,集中表現(xiàn)在設(shè)備連接數(shù)、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、時(shí)延等方面。目前5G承載網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

第一,核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要考慮多方面因素。5G時(shí)代需要根據(jù)不同類型應(yīng)用場(chǎng)景來建設(shè)核心網(wǎng)絡(luò),才能更好地滿足當(dāng)下用戶的個(gè)性化需求,通過靈活運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)云化、轉(zhuǎn)發(fā)及控制分離等現(xiàn)代科技手段,實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)絡(luò)全面架構(gòu)。其中網(wǎng)關(guān)下移、業(yè)務(wù)就近轉(zhuǎn)發(fā)及流量本地結(jié)算是架構(gòu)核心網(wǎng)絡(luò)時(shí)要重點(diǎn)解決的問題[1]。

第二,基站架構(gòu)協(xié)同性。5G時(shí)代,相關(guān)行業(yè)對(duì)無線基站密度要求更高,其中相鄰基站業(yè)務(wù)具備良好協(xié)同性非常必要,同時(shí)也是值得關(guān)注的關(guān)鍵要素,為實(shí)現(xiàn)相鄰基站移動(dòng)轉(zhuǎn)化有效性,要改變基帶單元、射頻拉遠(yuǎn)單元自有功能,才能滿足無線接入網(wǎng)要求。

核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與基站架構(gòu)演進(jìn),要求5G承載需要根據(jù)業(yè)務(wù)變動(dòng)來不斷提升承載網(wǎng)連接能力,5G承載必須具備超強(qiáng)傳輸寬帶以及可滿足不同業(yè)務(wù)相互連通的時(shí)延需求。

2 700 M5G承載方案建設(shè)背景

2.1 700 M5G網(wǎng)絡(luò)定位簡(jiǎn)析

700 M5G網(wǎng)絡(luò)定位主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:一是提升城市網(wǎng)絡(luò)覆蓋深度及農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣度,相較于城市5G承載網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,700 M在農(nóng)村區(qū)域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中更為適用,在信號(hào)傳輸方面,700 M相較于高頻段,其傳輸范圍更廣,并可直接將信號(hào)傳輸進(jìn)建筑內(nèi)部。通過對(duì)現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)建設(shè)的站址資源充分利用,實(shí)現(xiàn)5G廣覆蓋基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)快速構(gòu)建,便于統(tǒng)一規(guī)劃已構(gòu)建網(wǎng)絡(luò),達(dá)成700 M5G承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一步到位,為城鄉(xiāng)均衡發(fā)展提供動(dòng)力。在2.6 G配合前提下,全面提升700 M覆蓋廣度,并借助其低頻穿透性來達(dá)到將信號(hào)在整個(gè)室內(nèi)進(jìn)行覆蓋；二是注重客戶體驗(yàn)性提升。針對(duì)智能交通、智慧城市、工業(yè)互聯(lián)垂直行業(yè)對(duì)700 M5G承載網(wǎng)絡(luò)特殊性要求,則需要進(jìn)一步提升700 M,2.6 G,4.9 G三者之間協(xié)同性,通過協(xié)同組網(wǎng)來共同支撐5G全業(yè)務(wù)高效開展,其中IPv6,FlexE等功能實(shí)現(xiàn)需要5G承載網(wǎng)進(jìn)行支撐,進(jìn)而達(dá)到有效降低時(shí)延的效果,最大限度地提升700 M5G承載網(wǎng)絡(luò)安全性,為城鄉(xiāng)新型業(yè)務(wù)拓展提供基礎(chǔ)保障。

2.2 5G承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)現(xiàn)狀

本文選擇某地區(qū)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為例,經(jīng)前期現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,得知該地分別存在10 G PTN,100 G PTN,SPN3種分組網(wǎng)絡(luò)。3種分組網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行及設(shè)備能力如表1所示。

表1 3種分組網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行及設(shè)備能力

2.3 700 M基站建設(shè)寬帶需求

目前現(xiàn)網(wǎng)GE端口能夠充分滿足700 M基站BBU上聯(lián)需求,在CRAN部署基礎(chǔ)上,為700 M基站建立一個(gè)可使用BBU端口,實(shí)現(xiàn)能夠從10GE接口接入,有利于規(guī)避接口二次改造問題,在一定程度上也能控制建設(shè)成本投入。700 M基站寬帶需求如表2所示。

表2 700 M基站寬帶需求

3 700 M5G承載方案具體實(shí)施

3.1 SPN方案全新構(gòu)建

相較于城區(qū)700 M基站建設(shè),使用SPN網(wǎng)絡(luò)可以承載對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)700 M基站進(jìn)行建設(shè),實(shí)現(xiàn)端到端L3VPN部署,SPN方案全新構(gòu)建可用一張承載網(wǎng),且結(jié)構(gòu)足夠清晰化,為后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供了極大地便利。由于鄉(xiāng)村區(qū)域各方面條件局限,SPN方案全新構(gòu)建需要更長(zhǎng)的建設(shè)周期,且前期建設(shè)成本消耗較高。為了確保700 M5G承載方案有效落實(shí),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)階段移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況,了解匯聚層建設(shè)所需匯聚設(shè)備,以降低SPN方案投資成本為原則,控制整個(gè)700 M5G承載方案建設(shè)成本,充分滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

3.2 PTN方案升級(jí)與改造

據(jù)上述分組網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行及設(shè)備能力得知,目前10 G PTN網(wǎng)絡(luò)帶寬不支持且無法升級(jí),且不能滿足700 M5G基站承載需求,基于此,下面將著重闡述PTN方案升級(jí)與改造:

第一,PTN方案升級(jí)。針對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村基站建設(shè),可選擇100 G PTN網(wǎng)絡(luò)滿足承載需求,并利用配套軟件對(duì)其進(jìn)行升級(jí),便于更好地支持IPV6功能,將以L2+L3部署方式在700 M基站落實(shí),其主要目的是規(guī)避投資風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)也要注重該方案潛在的建設(shè)缺點(diǎn),因設(shè)備能力條件局限,只能單方面滿足 eMBB業(yè)務(wù)需求,隨著現(xiàn)代城市智慧化建設(shè)及其他垂直行業(yè)特殊應(yīng)用需求變化,后期需要對(duì)其進(jìn)行2B業(yè)務(wù)改造,擴(kuò)容L3落地設(shè)備。

第二,在配套軟件支持下,可實(shí)現(xiàn)100 G PTN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)SR,IPV6等功能進(jìn)行滿足,具體方案改造將重點(diǎn)考慮新增業(yè)務(wù)板卡以及對(duì)公共單盤支持FlexE更換,進(jìn)一步提升700 M5G承載方案實(shí)效性,全方面支持SPN功能。可支持5G三大場(chǎng)景應(yīng)用,是PTN方案改造后明顯優(yōu)點(diǎn),建設(shè)周期在一定程度上得到有效縮減,廣電方向無須再進(jìn)行擴(kuò)容,突顯5G核心網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大功能性。對(duì)現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)影響較大,城鄉(xiāng)間700 M的Xn業(yè)務(wù)對(duì)接存在一定時(shí)延性,降低了700 M5G承載網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率,是PTN方案改造后明顯缺點(diǎn)[2]。

3.3 基于SPN互通方案

據(jù)前期所調(diào)研的信息得知,該地區(qū)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)100 G PTN和SPN均由同一廠家負(fù)責(zé)建設(shè),且由同一套網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行支撐,通過將PTN設(shè)備、SPN設(shè)備互聯(lián)鏈路在骨干匯聚層增設(shè),同時(shí)將L2/L3功能在骨干層 SPN 設(shè)備位置開啟,100 G PTN網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)接入700 M5G基站,通過PTN與SPN互聯(lián)鏈路,最后從SPN網(wǎng)絡(luò)對(duì)5G核心網(wǎng)進(jìn)行接入。此建設(shè)方案投資風(fēng)險(xiǎn)小,有利于提升700 M基站建設(shè)速度,最大缺點(diǎn)是在升級(jí)700 M5G承載方案時(shí),并不能完全對(duì)垂直行業(yè)、2B業(yè)務(wù)等各項(xiàng)需求進(jìn)行滿足。

3.4 700 M5G承載網(wǎng)絡(luò)未來應(yīng)用展望

雖然700 M在覆蓋范圍方面具有一定優(yōu)勢(shì),但跟3.5 G或者2.6 G等中頻相比,帶寬還是偏小。并且由于波長(zhǎng)較大沒法應(yīng)用Massive MIMO,在容量上是短板,除了要建設(shè)無線基站,還需建設(shè)承載與核心網(wǎng)等網(wǎng)元,其成本太高[3],解決承載網(wǎng)跟核心網(wǎng)間的建設(shè)問題才是關(guān)鍵,實(shí)現(xiàn)對(duì)公網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)資源高速訪問,重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)5G+智能電網(wǎng)領(lǐng)域的深入探索,積極促進(jìn)智能電網(wǎng)典型應(yīng)用場(chǎng)景的研究與合作,從技術(shù)、商業(yè)、生態(tài)、政策等方面共同推動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)與智能電網(wǎng)的深度融合,節(jié)約5G基站建設(shè)成本,實(shí)現(xiàn)5G應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)一步拓展。

4 結(jié)語

綜上所述,若想確保700 M5G承載方案建設(shè)實(shí)效性,在實(shí)際操作過程中,應(yīng)對(duì)不同業(yè)務(wù)發(fā)展需求、網(wǎng)絡(luò)資源以及建設(shè)效益等方面因素綜合考慮,按照需求來進(jìn)行區(qū)域劃分,統(tǒng)籌安排各項(xiàng)工作,為700 M5G承載網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)量建設(shè)提供強(qiáng)有力的支撐,最大限度地滿足城市移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要。