5G時(shí)代傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略探討

吳澤龍

（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的速度越來越快，人們不應(yīng)僅從狹義的角度來理解5G網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)從更深的角度來分析5G網(wǎng)絡(luò)為人們所帶來的應(yīng)用價(jià)值和對(duì)行業(yè)發(fā)展的重要意義。當(dāng)前，雖然5G網(wǎng)絡(luò)正處于初步研發(fā)和建設(shè)階段，但其對(duì)社會(huì)的發(fā)展具有重大影響。5G網(wǎng)絡(luò)是在原有的4G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)，能夠在數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算以及調(diào)用等方面起到縮短時(shí)間的應(yīng)用效果。因此，我國(guó)應(yīng)加快進(jìn)行傳輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和升級(jí)，使用戶能夠具有良好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。在我國(guó)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的初始發(fā)展階段，數(shù)據(jù)流量主要以字節(jié)為單位進(jìn)行計(jì)算。這個(gè)階段用戶每個(gè)月所使用的數(shù)據(jù)流量在50～100 MB。隨著4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，用戶每個(gè)月所使用的數(shù)據(jù)流量不斷增長(zhǎng)，達(dá)到20～100 GB。若以數(shù)據(jù)流為單位進(jìn)行分析和計(jì)算，數(shù)據(jù)流量相差了幾個(gè)數(shù)量級(jí)?？梢?，5G網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展空間會(huì)更大。

1 建設(shè)5G時(shí)代傳輸網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)需求

1.1 帶 寬

為達(dá)成5G傳輸網(wǎng)絡(luò)的全面運(yùn)行，需要以4G傳輸網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，并構(gòu)建更加嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)資源以及相關(guān)配套設(shè)施，這對(duì)帶寬和頻譜等提出了更高的建設(shè)要求。5G傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新和研發(fā)必須是在已有技術(shù)的前提下運(yùn)用通信技術(shù)手段來逐步實(shí)現(xiàn)。未來5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋面要比4G網(wǎng)絡(luò)更廣闊，因此5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、后期基站以及數(shù)據(jù)中心配套設(shè)施等方面的建設(shè)也應(yīng)逐步擴(kuò)大。以4G時(shí)代傳輸網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商帶寬在6～10 TB。如果5G傳輸網(wǎng)絡(luò)逐步穩(wěn)定發(fā)展，帶寬會(huì)高達(dá)17 TB，相比4G傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬有了很大提升。因此，加快優(yōu)化和升級(jí)傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，對(duì)于帶寬方面提出了更高的需求。要想在未來5G網(wǎng)絡(luò)背景下為用戶提供更加安全、高效以及可靠的網(wǎng)絡(luò)，需重視帶寬建設(shè)，以迎合5G時(shí)代背景下傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提出的各項(xiàng)需求。

1.2 延 遲

網(wǎng)絡(luò)使用情況直接影響用戶的體驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)延遲的時(shí)間越短，客戶的滿意度越高。因此，不論是對(duì)運(yùn)營(yíng)商還是對(duì)用戶，網(wǎng)絡(luò)延遲都是一個(gè)重要的衡量參數(shù)。傳輸網(wǎng)絡(luò)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)延遲范圍有明確要求，且規(guī)定了以毫秒級(jí)別為單位的標(biāo)準(zhǔn)范圍。該標(biāo)準(zhǔn)范圍對(duì)用戶而言是可以接受的延遲范圍，不會(huì)影響用戶使用網(wǎng)絡(luò)[1-3]。隨著5G網(wǎng)絡(luò)速度的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)用戶和各大行業(yè)都對(duì)其有很大的期望，5G傳輸網(wǎng)絡(luò)在延時(shí)方面應(yīng)滿足當(dāng)前社會(huì)大眾提出的使用需求。

1.3 靈活性

5G傳輸網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)多個(gè)層次開展建設(shè)，且層次與層次之間對(duì)銜接和兼容性方面的要求較高。為了以后能夠便捷地進(jìn)行組網(wǎng)結(jié)構(gòu)更改、擴(kuò)容以及割接等相關(guān)操作，人們對(duì)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的靈活性提出了相應(yīng)的建設(shè)要求。靈活性是基于設(shè)備和相關(guān)配套設(shè)施為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的，因此在當(dāng)前5G傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)背景下，應(yīng)將設(shè)備選型、綜合布線以及電源配套等多項(xiàng)內(nèi)容聯(lián)合起來開展建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)靈活性的要求。

2 簡(jiǎn)述IPRAN和PTN傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2.1 IPRAN傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

IPRAN傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)最開始由IEFE提出，具有非常完善的標(biāo)準(zhǔn)文檔信息功能。它基于交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此得到了快速發(fā)展。該技術(shù)主要通過改造傳統(tǒng)交換機(jī)和路由器等逐漸研發(fā)而來，具有強(qiáng)的互通能力。在IPRAN傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，IP為IP協(xié)議，RAN為Radio Access Network。整體上看，IPRAN是無線接入網(wǎng)IP化，或者是基于IP的傳送網(wǎng)。隨著當(dāng)前我國(guó)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)IP化已經(jīng)逐漸成為網(wǎng)絡(luò)主流發(fā)展方向，加快了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)IP化的發(fā)展進(jìn)程。在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò)的IP化成為當(dāng)前5G傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中需要探討的一項(xiàng)重要建設(shè)內(nèi)容。傳統(tǒng)模式下，我國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商所使用的基站回傳網(wǎng)絡(luò)以TDM/SDH為基礎(chǔ)進(jìn)行建設(shè)。隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的不斷優(yōu)化和升級(jí)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已經(jīng)逐漸成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的承載主體，加大了對(duì)帶寬方面的需求。以往所使用的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容模式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)使用的各項(xiàng)需求，因此加快推動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行分組化承載網(wǎng)建設(shè)是未來必然的發(fā)展趨勢(shì)。

2.2 PTN傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

PTN傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持多項(xiàng)基于分組交換業(yè)務(wù)的雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接通道，適合各種粗細(xì)顆粒業(yè)務(wù)，具有端與端的組網(wǎng)能力，還可以提供更適用于IP業(yè)務(wù)特征的傳輸管道。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)與點(diǎn)之間的連接通道在50 ms內(nèi)進(jìn)行切換，且在傳輸級(jí)別業(yè)務(wù)保護(hù)和業(yè)務(wù)恢復(fù)方面有很好的應(yīng)用效果，繼承了SDH技術(shù)中的操作和運(yùn)維管理業(yè)務(wù)機(jī)制。從整體上來看，OAM機(jī)制能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)與點(diǎn)之間的完整連接，為網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行起到一定的切換保護(hù)、錯(cuò)誤檢測(cè)以及通道監(jiān)控等功能，還實(shí)現(xiàn)了與IP/MPLS之間采用多種方式進(jìn)行連通的功能等[4]?？梢?，PTN傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有非常完善的OAM機(jī)制，能夠準(zhǔn)確找到發(fā)生故障的位置，具備非常嚴(yán)格的業(yè)務(wù)隔離功能，對(duì)光纖資源的有效利用達(dá)到了最大化，從根本上保障了業(yè)務(wù)運(yùn)行的安全性。將PTN技術(shù)與GMPLS技術(shù)相結(jié)合，能夠在當(dāng)前5G時(shí)代傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的背景下進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)有限資源的自動(dòng)化配置，并提升網(wǎng)狀網(wǎng)的生存性。

3 5G時(shí)代傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略

3.1 加大對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化力度

傳統(tǒng)模式下，通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的層次化特征。要想實(shí)現(xiàn)對(duì)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和升級(jí)，使其能夠更好地迎合當(dāng)前5G時(shí)代背景下IP化發(fā)展趨勢(shì)所提出的適應(yīng)性要求，相關(guān)通信部門應(yīng)加大基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)朝扁平化方向發(fā)展的研究力度。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，長(zhǎng)期演進(jìn)（Long Term Evolution，LTE）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展速度相對(duì)較快且應(yīng)用成效較好。移動(dòng)通信部門在研發(fā)該技術(shù)時(shí)，將大部分精力用于無線承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量和優(yōu)化無線空口技術(shù)等方面，而未來我國(guó)傳輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也會(huì)逐漸以扁平化網(wǎng)絡(luò)為主。優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，首先應(yīng)降低運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和維護(hù)方面投入的成本支出并降低光纖在其中的使用量，從而推動(dòng)扁平化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，也能最大化地利用光纖資源[5-8]。其次，應(yīng)加大研發(fā)力度來減少網(wǎng)絡(luò)層次，發(fā)揮光傳送網(wǎng)（OpticalTransportNetwork，OTN）特有的優(yōu)勢(shì)（容量比較大等），并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)格局對(duì)其開展針對(duì)性的布置，一方面擴(kuò)展傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)容量，另一方面能夠根據(jù)自身能力轉(zhuǎn)移工作重點(diǎn)，只設(shè)置PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到減少網(wǎng)絡(luò)層次的建設(shè)目標(biāo)，提升整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)的寬帶質(zhì)量。

3.2 進(jìn)一步健全并完善城域網(wǎng)PTN網(wǎng)絡(luò)

隨著5G時(shí)代的到來，一方面要推動(dòng)骨干網(wǎng)絡(luò)QoS能夠有序?qū)嵤?，另一方面要保障與其同步的本地網(wǎng)絡(luò)PTN的應(yīng)用，從而為網(wǎng)絡(luò)端與端之間的QoS網(wǎng)絡(luò)提供有力支撐。根據(jù)當(dāng)前本地網(wǎng)PTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的現(xiàn)狀，所使用的各項(xiàng)設(shè)備通常是以LTE站點(diǎn)所處位置為基礎(chǔ)進(jìn)行配置的，具有數(shù)量大的特征[9]。隨著5G時(shí)代的到來，站點(diǎn)會(huì)隨著5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的擴(kuò)大而擴(kuò)大，加快向密集化方向發(fā)展。因此，為最大化降低網(wǎng)絡(luò)在其中的開銷并科學(xué)應(yīng)用有限的網(wǎng)絡(luò)資源，可將QoS技術(shù)與IP等應(yīng)用場(chǎng)景相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)Diff-Serv技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。此外，在推動(dòng)PTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行完善建設(shè)的同時(shí)，應(yīng)重視網(wǎng)絡(luò)功能升級(jí)中的新舊設(shè)備，以確保在5G傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中所應(yīng)用的各項(xiàng)設(shè)備能夠滿足各項(xiàng)功能所提出的使用需求，并以此為基礎(chǔ)分析和研究節(jié)點(diǎn)位置的意義，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能進(jìn)行批量化的升級(jí)和優(yōu)化。

3.3 加大中傳和回傳網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)力度

為保證5G傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的質(zhì)量，帶寬和組網(wǎng)靈活性應(yīng)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中提出的相關(guān)要求。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建設(shè)時(shí)，帶寬和組網(wǎng)靈活性需要滿足統(tǒng)一承載方案中的要求[4]。由于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)所涵蓋的層次存在一定的差異，因此不僅要對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，還要采取多樣化方式滿足5G傳輸網(wǎng)絡(luò)承載方面提出的需求。例如，將以太網(wǎng)或者多協(xié)議標(biāo)簽交換流量監(jiān)控引入其中，以促使建設(shè)目標(biāo)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.4 優(yōu)化5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

5G時(shí)代到來之前，我國(guó)使用的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)具有層次化特征。隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨之不斷更新和發(fā)展。因此，相關(guān)部門應(yīng)加大研發(fā)力度，進(jìn)一步提升通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速率，使其能夠更好地迎合5G網(wǎng)絡(luò)背景下的IP化發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而推動(dòng)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)快速由原本的層次化朝扁平化方向發(fā)展。對(duì)于LTE通信傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，我國(guó)通信領(lǐng)域?qū)Υ诉M(jìn)行了深度的研究和分析，不斷強(qiáng)化該技術(shù)的無線承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展質(zhì)量，并采取有效措施逐步實(shí)現(xiàn)了對(duì)無線空口技術(shù)的改造目標(biāo)[10]。因此，通信傳輸技術(shù)研發(fā)人員應(yīng)加大網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究力度，探討當(dāng)前上層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和當(dāng)前傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在運(yùn)行中存在的問題，并根據(jù)實(shí)際問題制定相應(yīng)的改進(jìn)方案，從而進(jìn)一步強(qiáng)化5G傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的質(zhì)量。

4 結(jié) 論

在5G時(shí)代發(fā)展背景下，要想切實(shí)迎合超高流量密度、連接密度以及移動(dòng)性等場(chǎng)景下對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)所提出的各項(xiàng)業(yè)務(wù)要求，需要傳輸設(shè)備加快朝設(shè)備IP化和網(wǎng)絡(luò)扁平化的方向發(fā)展。本文闡述5G網(wǎng)絡(luò)的含義，探討建設(shè)5G時(shí)代傳輸網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)需求，簡(jiǎn)述IPRAN和PTN兩種傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及5G時(shí)代傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的策略，以加快我國(guó)5G時(shí)代傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的進(jìn)程。