5G時代本地綜合傳輸承載網(wǎng)建設(shè)

文/陳禮波 劉川

相對于4G網(wǎng)絡(luò)，5G時代的來臨將會推動信息傳輸更加高效化發(fā)展。但與此同時，其對于傳輸承載網(wǎng)的要求也隨之提高。在5G時代背景下，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)將得到進一步優(yōu)化，從而可滿足多元化的業(yè)務(wù)需求。而不同運營商在承載網(wǎng)的建設(shè)上皆有所不足，技術(shù)人員應(yīng)當充分研究網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的缺點，從而可有效提升我國傳輸承載網(wǎng)的發(fā)展水平。在此過程中，相關(guān)人員應(yīng)當在原有基礎(chǔ)上對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行創(chuàng)新，并增大網(wǎng)絡(luò)開放程度，先破后立，從當下傳輸承載網(wǎng)運營現(xiàn)狀出發(fā)，分別探討PTN與IP RAN兩種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)化措施。

1 本地綜合傳輸承載網(wǎng)運營現(xiàn)狀

本地綜合傳輸承載網(wǎng)仍處于4G時代，一方面移動運營商在網(wǎng)絡(luò)傳輸創(chuàng)新上對設(shè)備廠商依賴性較強，因而在設(shè)備維護上所需要的費用也相對較高，如果5G傳輸網(wǎng)絡(luò)在運行過程中仍沿用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其經(jīng)濟可行性將會有所降低。與此同時，縱向式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)開放程度也無法滿足5G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的多元化發(fā)展需求，如不能擺脫對設(shè)備廠商的依賴，那么在發(fā)展新業(yè)務(wù)時，運行成本將會更高。另一方面，PTN分組傳送網(wǎng)在實際運營中雖具有較高的可靠性，但其連接設(shè)備較為結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜，在線路及其相關(guān)業(yè)務(wù)實踐及管理上存有較大難度，不利于該技術(shù)的普及。而IP RAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)適配能力強，相對PTN技術(shù)其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更具靈活性，雖降低了運營成本，但其在實際運用中體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力較弱，網(wǎng)絡(luò)延遲處理不如PTN。因此，如果想要全面優(yōu)化傳輸承載網(wǎng)，需要從這兩種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用特點進行深入研究，從而開發(fā)出綜合性能較強的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，既可滿足扁平化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需求，又具備較高的傳輸速率。

2 PTN與IP RAN傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用特點

2.1 PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用特點

PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)歷了PDH、SDH的發(fā)展歷程，通過引入外時鐘等關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)了點對點服務(wù)到端對端服務(wù)的轉(zhuǎn)變，極大的提高了數(shù)據(jù)承載帶寬。而隨著科技進步，技術(shù)人員將IETF（The Internet Engineering Task force,國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）融入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)當中優(yōu)化了業(yè)務(wù)適配性能，尋址能力也有所增強，但層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在實際運行中仍存有不足，難以滿足運營商發(fā)展需求。

一方面，PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在運營過程中所采取的MPLS-TP技術(shù)屬于二層隧道技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)傳輸中一條隧道對應(yīng)一條標簽交換路徑LSP，而對接設(shè)置依賴于人工操作，不僅工作量大，管理難度也相對較大。而LSP在話音業(yè)務(wù)上存有固定比特與可變比特兩種業(yè)務(wù)模式，可實現(xiàn)語音與視頻的交互，后者業(yè)務(wù)模式模型構(gòu)建相對復(fù)雜，相關(guān)數(shù)據(jù)精確性難以保障，運營成本相對較高，不適用于大規(guī)模的商務(wù)開發(fā)。另一方面，PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的層次網(wǎng)絡(luò)其路由從發(fā)起到落地需要歷經(jīng)基站PTN設(shè)備、本地網(wǎng)PTN設(shè)備，省干PTN設(shè)備及LTE核心網(wǎng)元，組網(wǎng)方式靈活度不高，其中所牽涉到的設(shè)備廠家較多，節(jié)點管理費用高。但PTN的優(yōu)勢在于采取層次網(wǎng)絡(luò)，適配能力較強，且網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃阅芗鞍踩阅苡斜Ｕ?，可有效緩解網(wǎng)絡(luò)延遲，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。

2.2 IP RAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用特點

相對于PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，IP RAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)起源于路由交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，技術(shù)標準立足于IETF，在傳統(tǒng)路由器上進行了優(yōu)化，將傳統(tǒng)的Int-Serv轉(zhuǎn)化為Diff-Serf技術(shù)實現(xiàn)了組網(wǎng)方式的升級，網(wǎng)絡(luò)互通性能有所提高。組網(wǎng)方式的轉(zhuǎn)變是IP RAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢所在。Int-Ser傳統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)需要為每一個需要Qos處理的數(shù)據(jù)流預(yù)留帶寬從而實現(xiàn)端到端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，但這樣一來，如果網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大，處理工序則較為復(fù)雜。而Diff-Serf技術(shù)則實行業(yè)務(wù)分區(qū)域處理，相對于前者的節(jié)點對應(yīng)，其將同類業(yè)務(wù)劃分為一類，在保障網(wǎng)絡(luò)Qos的同時，簡化了網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)。在此過程中，運營商可節(jié)省不必要的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開銷。與此同時，IP RAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可采用化整為零保證端對端的Qos，然而化整為零的分片處理對于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)較為適應(yīng)，而在小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中，其網(wǎng)絡(luò)延遲處理效果相對PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則處于劣勢。

3 5G時代下本地綜合傳輸承載網(wǎng)優(yōu)化措施

3.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化

傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)多為層次化，其在運營過程中增加了網(wǎng)絡(luò)管理的負擔(dān)，其建設(shè)周期也相對較長，這顯然是無法滿足5G時代的網(wǎng)絡(luò)傳輸要求的。據(jù)數(shù)據(jù)分析，在5G時代背景下，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率將達到10GB/S，可有效推動“萬物互聯(lián)”的發(fā)展。在此前提下，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需趨于扁平化建設(shè)，降低網(wǎng)絡(luò)對設(shè)備的依賴度，簡化運營商與設(shè)備廠商的管理關(guān)系，從而騰出更多精力用于組網(wǎng)方式的創(chuàng)新與管理。扁平化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點在于通過支持虛擬化網(wǎng)絡(luò)及虛擬機遷移拓展網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑，從而可為數(shù)據(jù)中心的建設(shè)提供有力支撐，在提高可用帶寬的同時也可縮短網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲。

在實行網(wǎng)路扁平化管理時，需要注意以下幾點：

（1）需要盡量減少網(wǎng)絡(luò)層次，從下往上的統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實施；

（2）OTN光傳送網(wǎng)絡(luò)的布局需要充分發(fā)揮其高帶寬及大顆粒承載的優(yōu)勢，加強對OTN波導(dǎo)擴容的建設(shè)；

（3）優(yōu)化PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的同時，簡化城域本地網(wǎng)絡(luò)層次。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由層次結(jié)構(gòu)面向扁平化發(fā)展是5G時代背景下本地綜合傳輸承載網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵，可驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理化發(fā)展，減少節(jié)點維修管理費用，避免設(shè)備廠商運營壟斷所帶來的傳輸風(fēng)險。

3.2 革新網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)

針對PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與IP RAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在實際運營中體現(xiàn)出來的優(yōu)劣勢，為更好的迎接5G時代，應(yīng)當加強對網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的革新建設(shè)。在此過程中，可建立以MPLS為骨干，結(jié)合運營業(yè)務(wù)優(yōu)化PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與此同時，也需針對不同網(wǎng)絡(luò)運營商的發(fā)展需求，加強對PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與IP RAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究，優(yōu)化組網(wǎng)方式。針對PTN技術(shù)的優(yōu)化，可采用Diff-Serf技術(shù)，彌補PTN在層次組網(wǎng)上的不足。其中，PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)化可從以下幾個方面進行：

（1）優(yōu)化MPLS-TP技術(shù)，由二層隧道轉(zhuǎn)為三層功能技術(shù)；目前三層動態(tài)路由技術(shù)雖在網(wǎng)絡(luò)傳輸中有相關(guān)應(yīng)用，但其普及度不高，本地網(wǎng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)傳輸仍只停留在二層功能；

（2）升級PTN設(shè)備，由于現(xiàn)有PTN設(shè)備規(guī)模化程度較高，在進行技術(shù)革新時，可采取新老設(shè)備統(tǒng)籌考慮，在擴容工程中使用新設(shè)備，而針對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點重要性分批進行功能升級。對此，公路協(xié)議也需進行擴展，需要發(fā)展OSPF/BGP/RIP等動態(tài)路由。

針對IP RAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)化可從完善QoS保障著手。QoS作為網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量評判標準之一，需要兼顧骨干網(wǎng)與本地網(wǎng)兩方面的建設(shè)。面對5G網(wǎng)絡(luò)傳輸發(fā)展需求，本地綜合傳輸承載網(wǎng)的建設(shè)需要結(jié)合關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用場景進行業(yè)務(wù)分類，合理利用網(wǎng)絡(luò)資源的同時從而全面保證網(wǎng)絡(luò)端對端QoS。

4 結(jié)語

綜上所述，5G時代背景下，本地綜合傳輸網(wǎng)絡(luò)需要進行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)化。在此過程中，相關(guān)運營商應(yīng)當進行針對性整改，PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)當加強扁平化管理，簡化網(wǎng)絡(luò)傳輸途徑。IP RAN作為針對IP化基站回傳應(yīng)用場景實現(xiàn)路由器整體優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)當加強對QoS的建設(shè)，從而全面提升我國傳輸承載網(wǎng)的傳輸質(zhì)量，迎接5G時代的到來。此同時，技術(shù)人員應(yīng)當加強對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的監(jiān)管，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，并加快網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級的步伐，從而為技術(shù)革新創(chuàng)建優(yōu)良環(huán)境。