5G時代下的傳輸網(wǎng)絡(luò)承載策略研究

況 璟

（湖北郵電規(guī)劃設(shè)計有限公司，湖北 武漢 420023）

0 引 言

隨著社會的發(fā)展進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為人們的生活提供了極大便利。雖然網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸效率在不斷提高，但是人們?nèi)找嬖鲩L的網(wǎng)絡(luò)需求仍然無法得不到滿足。網(wǎng)絡(luò)移動運(yùn)營商在開發(fā)網(wǎng)絡(luò)時受到縱向式結(jié)構(gòu)的限制，完成后期網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化升級的目標(biāo)存在困難。適應(yīng)5G時代的傳輸網(wǎng)絡(luò)承載要求運(yùn)用更加先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)概念。5G時代下，傳輸網(wǎng)絡(luò)承載應(yīng)提供更高的服務(wù)水平，要有更高的應(yīng)用效率。

1 5G技術(shù)優(yōu)勢分析

5G即第五代移動通信技術(shù)，是在4G的基礎(chǔ)上延伸而來。理論上，5G的運(yùn)行速度達(dá)到10 Gb/s。從當(dāng)前的國際形勢看，很多國家開始了5G技術(shù)的研究。早在2016年，中國的5G技術(shù)研發(fā)實(shí)驗(yàn)正式啟動。工信部向社會發(fā)布消息，稱5G技術(shù)是未來通信技術(shù)發(fā)展的主流方向，與4G技術(shù)相比優(yōu)勢明顯，會在很大程度上優(yōu)化用戶的通信體驗(yàn)。不僅如此，還能有效滿足萬物互聯(lián)的現(xiàn)實(shí)需求。從技術(shù)層面展開分析不難發(fā)現(xiàn)，5G技術(shù)的速率更高、帶寬更大。不管是超高清視頻需求，還是用戶的虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)需求，有了5G技術(shù)的支持，都能被有效滿足。5G技術(shù)有著可靠性更強(qiáng)、時延更低的優(yōu)勢。在此條件下，一些特殊行業(yè)如自動駕駛和智能制造，這些領(lǐng)域的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)都有了實(shí)現(xiàn)的可能，拓展了融合產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間。目前，業(yè)內(nèi)人士對5G技術(shù)的研究已接近尾聲，5G技術(shù)很有可能在2020年正式投入應(yīng)用。5G技術(shù)未來的發(fā)展空間非常寬泛，不斷完善技術(shù)的應(yīng)用體系，實(shí)現(xiàn)對有價值信息的有效保留，降低不必要的能源消耗，提升網(wǎng)絡(luò)空間的應(yīng)用效率，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的服務(wù)效果，為社會大眾創(chuàng)造更多人性化、智能化的體驗(yàn)性服務(wù)。

2 增強(qiáng)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)機(jī)房的穩(wěn)定性和安全性

從實(shí)際情況來看，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求機(jī)房的穩(wěn)定性和安全性達(dá)到更高的水平，對此必須要做好區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架規(guī)劃工作。對于一個區(qū)域，需科學(xué)劃分區(qū)域匯聚區(qū)，全面考慮地區(qū)人口和交通特點(diǎn)?？茖W(xué)合理規(guī)劃區(qū)域內(nèi)匯聚節(jié)點(diǎn)，保證每個區(qū)域內(nèi)的匯聚區(qū)能體現(xiàn)良好的獨(dú)立性，使得大區(qū)內(nèi)的業(yè)務(wù)獲得有效收斂。在完成區(qū)域劃分工作后，要選擇5G機(jī)房的位置，要保證堅持設(shè)計給出的原則。在每一個集中區(qū)域內(nèi)需要設(shè)置傳輸網(wǎng)絡(luò)承載機(jī)房，數(shù)量可以是1個也可以是2個。傳輸網(wǎng)絡(luò)承載機(jī)房是在機(jī)樓的基礎(chǔ)上延伸而來。對于未來的大區(qū)網(wǎng)絡(luò)而言，傳輸網(wǎng)絡(luò)承載機(jī)房不僅是業(yè)務(wù)收斂點(diǎn)，也是業(yè)務(wù)終結(jié)點(diǎn)。由此可見，傳輸網(wǎng)絡(luò)承載機(jī)房起到了承上啟下的作用。能成功將本地的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)連接到骨干節(jié)點(diǎn)，完成業(yè)務(wù)集中統(tǒng)一的目標(biāo)，需要發(fā)揮物理和相關(guān)邏輯網(wǎng)絡(luò)的作用，在此基礎(chǔ)上成功把業(yè)務(wù)疏導(dǎo)至相應(yīng)的業(yè)務(wù)收容節(jié)點(diǎn)。傳輸網(wǎng)絡(luò)承載機(jī)房中包含很多設(shè)備，如業(yè)務(wù)控制層、IP網(wǎng)匯聚節(jié)點(diǎn)以及PSTN端局[1]。通信技術(shù)從4G到5G的進(jìn)步，要求傳輸網(wǎng)絡(luò)能夠滿足更高要求。不僅如此，還要保證能夠滿足傳輸網(wǎng)絡(luò)承載機(jī)房的建設(shè)要求。

3 5G時代下構(gòu)建傳輸網(wǎng)絡(luò)承載的有效策略

3.1 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，向著扁平化方向發(fā)展

傳統(tǒng)模式下，一般會使用層次化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建移動網(wǎng)絡(luò)通信。而在目前的發(fā)展階段，移動網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展趨勢是IP化。為了真正滿足發(fā)展需求，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展方向發(fā)生改變，表現(xiàn)出明顯的扁平化特征。比如，目前發(fā)展較好的LTE網(wǎng)，通過不斷改進(jìn)無線化的空口技術(shù)，提升移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的性能[2]。但是，從目前的運(yùn)行情況來看，一些問題急需解決，如現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)和上層網(wǎng)絡(luò)相互之間不能良好匹配運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)對各種因素的綜合考慮，綜合分析和比較傳輸網(wǎng)絡(luò)和上層網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備的性能，促進(jìn)傳輸網(wǎng)絡(luò)承載朝著扁平化方向發(fā)展。首先，從經(jīng)濟(jì)效益展開分析，不管是運(yùn)行成本還是維護(hù)成本都有所降低，不再需要使用大量的光纖。從當(dāng)前的形勢來看，工程建設(shè)的順利實(shí)施會在很大程度上受到管線施工困難的影響，導(dǎo)致工程施工質(zhì)量降低。其次，傳輸網(wǎng)絡(luò)承載的扁平化發(fā)展會減弱運(yùn)營商對設(shè)備生產(chǎn)廠家的依賴。對于運(yùn)營商來說，整個過程是實(shí)現(xiàn)從省核心層到本地網(wǎng)接入層的有效轉(zhuǎn)化。

3.2 堅持技術(shù)不斷革新的理念，真正做到與時俱進(jìn)

5G時代下的傳輸網(wǎng)絡(luò)承載建設(shè)，要建設(shè)完善的骨干中層網(wǎng)絡(luò)。MPLS所能發(fā)揮的功能主要作用在骨干網(wǎng)層，但是其他的網(wǎng)絡(luò)層不能使用這一功能。正是因?yàn)槿绱?，MPLS只能停用。對于骨干網(wǎng)層的IP傳輸而言，MPLS的功能發(fā)揮有了相應(yīng)的保障，可成功實(shí)現(xiàn)無線連接到有線連接的轉(zhuǎn)變。運(yùn)營商使用IETF，需要明確運(yùn)營場景，保證運(yùn)營場景適應(yīng)性良好。場景和技術(shù)的相互配合，要考慮公司本身LTE所自帶的業(yè)務(wù)特性，在此基礎(chǔ)上科學(xué)設(shè)置LPS帶寬。保證骨干網(wǎng)絡(luò)有著較高的帶寬配置，從而確保相關(guān)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。建設(shè)城域網(wǎng)設(shè)備，保證其具備二轉(zhuǎn)三功能，促進(jìn)三層動態(tài)技術(shù)的有效實(shí)現(xiàn)。從現(xiàn)實(shí)情況看，運(yùn)營商提供的PTN設(shè)備為網(wǎng)絡(luò)三層功能的實(shí)現(xiàn)提供了可靠支持。但是，絕大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)僅僅實(shí)現(xiàn)了二層網(wǎng)絡(luò)功能。建設(shè)城域網(wǎng)的二轉(zhuǎn)三功能，體現(xiàn)了高度的科學(xué)合理性。設(shè)備的功能不只是簡單的PTN三層靜態(tài)路由，還能起到升級并優(yōu)化設(shè)備的作用。

3.3 選用主流的傳輸技術(shù)

3.3.1 科學(xué)運(yùn)用分組傳輸網(wǎng)絡(luò)

分組傳輸網(wǎng)的簡稱是PTN，發(fā)展以SDH為基礎(chǔ)。該傳輸設(shè)備本質(zhì)介于IP業(yè)務(wù)和底層光傳輸媒質(zhì)之間。在設(shè)計PTN設(shè)備的工作中，全面考慮分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性，在此基礎(chǔ)上考慮統(tǒng)計復(fù)用傳送的要求。把分組業(yè)務(wù)作為設(shè)計的核心部分，除了要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的連接目標(biāo)之外，還要保證網(wǎng)絡(luò)傳輸有一定的柔性特征，所要達(dá)到的目的是在短時間內(nèi)完成通道的正確切換，保證傳輸業(yè)務(wù)能順利完成。當(dāng)業(yè)務(wù)傳輸發(fā)生中斷時，分組業(yè)務(wù)能為業(yè)務(wù)迅速恢復(fù)提供可靠的支持條件。

3.3.2 合理應(yīng)用多協(xié)議標(biāo)簽交互

在PTN網(wǎng)絡(luò)中，核心部分是多協(xié)議標(biāo)簽交互，英文縮寫為MPLS-TP[3]。有了這一核心部分，分組網(wǎng)絡(luò)交換和路徑交換有了實(shí)現(xiàn)的可能。多種物理層技術(shù)的有效運(yùn)行，加上有效搭載多種業(yè)務(wù)，該技術(shù)的運(yùn)行有強(qiáng)大的可靠性，傳輸能力也非常強(qiáng)悍。整體上說，MPLS-TP技術(shù)不管是網(wǎng)絡(luò)生存性還是可延伸性都較強(qiáng)，此條件下不需要進(jìn)行不必要的IPDE處理工作。在優(yōu)化IP基站的工作中，需要利用IPRAN實(shí)現(xiàn)回傳應(yīng)用場景的優(yōu)化。

3.3.3 充分發(fā)揮IPRAN技術(shù)的優(yōu)勢

相比于PTN技術(shù)，IPRAN技術(shù)更有優(yōu)勢。Diff-Serv技術(shù)在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，使QoS獲得技術(shù)保障。與傳統(tǒng)的Int-Serv技術(shù)相比，Diff-Serv的不同體現(xiàn)在處理相關(guān)數(shù)據(jù)流的方式上。傳統(tǒng)Int-Serv運(yùn)用資源預(yù)留協(xié)議處理相關(guān)數(shù)據(jù)流，把通過的資源有效保留，并堅持實(shí)現(xiàn)一端到另一端的QoS保障。這個過程不需要重復(fù)預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源，在此條件下，IPRAN技術(shù)的工作效率會明顯提高。

從上述分析可以得出結(jié)論，各種主流的傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有各自的優(yōu)勢，PTN網(wǎng)絡(luò)的顯著優(yōu)勢是有著更強(qiáng)的適配能力，而QoS的優(yōu)勢是有著更強(qiáng)的保障能力。同時，MPLS-TP技術(shù)也有一些缺點(diǎn)，比較突出的表現(xiàn)是在接入層優(yōu)勢不明顯，不能良好適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的扁平化發(fā)展要求。這些缺陷問題在加入IPRAN技術(shù)后能獲得有效解決，除了可以提高傳輸網(wǎng)絡(luò)的適配能力之外，還能滿足網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的扁平化發(fā)展趨勢。對管理方式實(shí)現(xiàn)有效分類，能促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)提升運(yùn)行效率，縮減維護(hù)成本，降低網(wǎng)絡(luò)的整體運(yùn)行成本。

4 結(jié) 論

在社會經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定發(fā)展的進(jìn)程中，人們在信息化時代中對網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸速度和質(zhì)量提出了更高要求。在此背景下，建設(shè)并優(yōu)化5G技術(shù)十分必要，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源有效利用的同時，能為人們的生活提供更多便利。5G時代的到來，會更好地滿足人們的各項(xiàng)業(yè)務(wù)需求，有效調(diào)整當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，體現(xiàn)科學(xué)合理性，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題并妥善解決。