現(xiàn)有資源如何應對5G網(wǎng)絡承載

陳翠芬

摘要：隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)的普及使用，現(xiàn)有網(wǎng)絡的局限性逐步體現(xiàn)，為了滿足網(wǎng)絡低時延和大帶寬等要求，運營商正積極進行5G網(wǎng)絡的部署。通信工程建設中，如何降低工程投資縮短建設周期是運營商一直關(guān)注的重點，本論文結(jié)合5G網(wǎng)絡特點論述如何充分利用現(xiàn)有資源部署5G網(wǎng)絡。

關(guān)鍵詞：5G特點；5G部署的壓力；網(wǎng)絡資源；基礎設施資源；應對策略

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）05-0050-01

近幾年來，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用的迅猛發(fā)展，運營商已經(jīng)開始5G網(wǎng)絡的試用為未來的大規(guī)模商用作準備。5G與4G相比較，在峰值速率、用戶平均速率、區(qū)域流量、頻譜利用效率、終端連接數(shù)等方面都有極大提升，并對時延提出了更為苛刻的要求。5G相對4G＼3G，其業(yè)務場景的應用區(qū)分更加細致。

為了滿足5G技術(shù)的特點，需采用SDN/NFV/云技術(shù)用通用X86服務器來替代傳統(tǒng)通信設備，網(wǎng)絡設備在數(shù)據(jù)中心被大量虛擬化，如何利用現(xiàn)有資源滿足5G時代要求，是運營商面臨的新挑戰(zhàn)。

1 5G的特點

5G是一個萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡，5G承載網(wǎng)需要支撐多樣化應用場景下業(yè)務的差異化指標，需要基于統(tǒng)一的基礎網(wǎng)絡設施，針對具體場景需求進行功能剪裁及資源分片，并在分片資源上進行網(wǎng)絡控制和業(yè)務編排，從而滿足5G多業(yè)務的差異化需求。5G網(wǎng)絡具備如下特點：（1）大帶寬；（2）低時延；（3）高可靠；（4）高靈活；（5）低能耗；（6）高精度；（7）高移動。

2 現(xiàn)有資源面臨的壓力

現(xiàn)有通信設備形態(tài)不滿足要求：傳統(tǒng)通信設備網(wǎng)絡功能基于專用的硬件和軟件，每個網(wǎng)絡設備需要一個物理實體；5G通信設備形態(tài)為通用X86服務器，網(wǎng)絡功能基于虛擬網(wǎng)元軟件和通用硬件，多個網(wǎng)絡設備集成于同一個物理實體。

機房利用率高且存在空閑面積碎片化：運營商現(xiàn)有機樓（特別是縣級機樓）多為90年代投入使用，使用年限長，當年建設時由于條件的限制機房面積不大，隨著業(yè)務的發(fā)展，通信機房空閑面積不斷減少；由于傳統(tǒng)通信設備的特點，現(xiàn)有通信機房按業(yè)務劃分區(qū)域，不同業(yè)務機房之間互相封閉，導致機房空閑面積存在碎片化現(xiàn)象。

機房條件受限：現(xiàn)有機樓使用年限超過20年，機樓層高、承重等自然屬性存在不足；隨著通信設備機架密度越來越高，對空調(diào)的需要量也越來越大，多數(shù)機樓建設時未規(guī)劃空調(diào)平臺和空調(diào)管道專用管道，對空調(diào)的擴展存在一定影響。

外市電容量受限：傳統(tǒng)通信設備功率密度較低，使用X86服務器的通信設備功率密度從4KW/柜到10KW/柜不等，現(xiàn)有地市核心機樓和一般機樓外市電容量多為1000KVA以下，容量受限。

3 5G部署對現(xiàn)有資源的要求

根據(jù)5G智能化、云化的特點，對現(xiàn)有網(wǎng)絡支撐、機樓自然屬性和機樓配套設施等資源提出新的要求，如圖1所示。

（1）機樓自然屬性：要求具備200平米以上的空閑面積，梁下凈高超過3米；（2）機樓配套設施：省級核心機樓電源需要滿足一類機房用電要求，地市核心機樓電源需要滿足二類機房用電要求，地市一般機樓電源需要滿足三類機房用電要求。除了電源滿足要求外，機房天面需具備空調(diào)室外機擺放，并具備安防、動環(huán)監(jiān)控等安全系統(tǒng)。（3）網(wǎng)絡支撐：1）網(wǎng)絡：雖然未來通信設備的形態(tài)發(fā)生了變化，但網(wǎng)絡仍沿用現(xiàn)有層級架構(gòu)面向虛擬化網(wǎng)元和專用硬件設備的綜合承載，與現(xiàn)有通信局所的層級設置保持對應關(guān)系。2）設備形態(tài)：采用白盒子和X86服務器替代傳統(tǒng)通信設備，網(wǎng)絡設備大量被虛擬化。3）承載用戶數(shù)：仍沿用現(xiàn)有分片區(qū)管理的方式，區(qū)縣單局點最大可管理20萬用戶。

4 現(xiàn)有資源的應對策略

針對現(xiàn)有資源存在的不足，運營商積極推動具備條件的網(wǎng)絡機房向數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的方式改造，以滿足未來5G網(wǎng)絡的承載。

DC（數(shù)據(jù)中心）特指未來承載虛擬化網(wǎng)元和專用硬件設備的新型網(wǎng)絡機房，是對未來網(wǎng)絡機房基礎設施的統(tǒng)稱?，F(xiàn)階段運營商主要通過盤活現(xiàn)有資源，通過改造以滿足數(shù)據(jù)中心的要求。

4.1 現(xiàn)有網(wǎng)絡資源應對策略

（1）網(wǎng)絡層級與現(xiàn)網(wǎng)保持一致。5G網(wǎng)絡承載的網(wǎng)絡和設備發(fā)生變化，但大部分用戶分布還與現(xiàn)網(wǎng)基本一致，用戶和流量還是采用分片區(qū)處理的方式，結(jié)合現(xiàn)有資源情況，未來數(shù)據(jù)中心架構(gòu)仍采用三級架構(gòu)組建：根據(jù)不同功能分為省級DC、地市級DC和區(qū)縣級DC三個層級，如圖2所示。（2）節(jié)點部署。數(shù)據(jù)中心的設置除了考慮機樓的產(chǎn)權(quán)屬性特點（自有自建）、所在地理位置（中心位置最佳）和機房自身物理條件等因素外，還是需考慮未來業(yè)務分布、二干節(jié)點部署和城域網(wǎng)節(jié)點部署等。

省級DC：省級DC擔負全省業(yè)務管理的重任，在局點設置上要謹慎考慮。省級DC布局設置需充分考慮網(wǎng)絡容災備份和流量分擔等因素。地理位置應避開地震、洪水等易發(fā)的區(qū)域，而從網(wǎng)絡組網(wǎng)上應考慮業(yè)務流量較集中的地市，避免大量電路迂回。每個省設置省級DC節(jié)點應該在2個或以上，節(jié)點間實現(xiàn)負載均衡。

地市級DC：結(jié)合數(shù)據(jù)網(wǎng)、傳送網(wǎng)現(xiàn)有網(wǎng)絡架構(gòu)和機樓自身條件部署DC節(jié)點，數(shù)據(jù)網(wǎng)從網(wǎng)絡安全性考慮，地市級節(jié)點采用雙節(jié)點，省內(nèi)干線和本地網(wǎng)城域網(wǎng)根據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)絡架構(gòu)實現(xiàn)組網(wǎng)，但部分偏遠省份由于自身機樓條件的限制，少量地市現(xiàn)階段按單節(jié)點進行部署，后期根據(jù)機樓的建設情況再考慮雙節(jié)點部署。

區(qū)縣級DC：運營商為了提升傳送網(wǎng)的承載能力，多年前按“統(tǒng)一ODN網(wǎng)格”進行規(guī)劃和設計，區(qū)縣級DC的設置應該參照OLT現(xiàn)網(wǎng)用戶數(shù)、未來5年ODN網(wǎng)格規(guī)劃、未來5年用戶發(fā)展規(guī)劃等數(shù)據(jù)。單個區(qū)縣級DC管理用戶數(shù)宜在20萬以內(nèi)。

4.2 基礎設施資源應對策略

從地理位置方面考慮，首選地震、洪水等自然災害發(fā)生幾率低的地區(qū)（比如：不選取位于地質(zhì)斷裂層上的城市）；為了避免電路迂回，應選取位于密集用戶區(qū)域中心位置的機樓。

從基礎設施自身考慮，使用年限長的機樓從機房自身條件和配套都比較陳舊，改造代價大，建議選取使用年限短的機樓作為省級DC和地市級DC，充分利用現(xiàn)有資源，控制改造成本。

5 結(jié)語

隨著5G網(wǎng)絡商用的臨近，運營商都在積極進行部署，中國運營商網(wǎng)絡已經(jīng)完成了從2G到4G的演進，現(xiàn)有資源都比較豐富，為了降低工程投資、縮短建設工期，應充分利舊現(xiàn)有資源實施網(wǎng)絡部署是較優(yōu)選的方式。