廣電5G骨干網(wǎng)建設(shè)方案研究（業(yè)務(wù)策略）

高凌翔　郭曉勇　薛樹(shù)輝

摘 要：國(guó)家大力推動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，中國(guó)廣電也獲得5G牌照，基于中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)廣電簽署的5G共建共享合作框架協(xié)議結(jié)合廣電和移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及廣電的業(yè)務(wù)需求，在此基礎(chǔ)上分析研究廣電5G傳輸骨干網(wǎng)如何建設(shè)。

關(guān)鍵詞：5G ;傳輸 ; 業(yè)務(wù)需求 ; 業(yè)務(wù)承載;? 核心網(wǎng) ; 互聯(lián)網(wǎng)

一、廣電業(yè)務(wù)需求

廣播電視業(yè)務(wù)是廣電的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)。面對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)已得到市場(chǎng)廣泛認(rèn)可，傳統(tǒng)的廣播電視業(yè)務(wù)受到較大沖擊，我國(guó)正在推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和新基建建設(shè)，5G網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是不可分割的整體，中國(guó)廣電作為新晉運(yùn)營(yíng)商，要充分利用好國(guó)家政策，利用700M頻段，緊緊抓住新一輪產(chǎn)業(yè)升級(jí)的機(jī)遇。

創(chuàng)新型業(yè)務(wù)是當(dāng)前5G發(fā)展所面臨的最大難題。中國(guó)廣電初步考慮5G業(yè)務(wù)聚焦方向包括交互廣播電視業(yè)務(wù)、移動(dòng)通信業(yè)務(wù)、高清視頻業(yè)務(wù)、融合媒體云播控業(yè)務(wù)、萬(wàn)物互聯(lián)業(yè)務(wù)和公共服務(wù)等。

二、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

1、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

根據(jù)3GPP 5G RAN功能切分，5G重構(gòu)為AAU、DU、CU多級(jí)架構(gòu)，其中 DU和CU網(wǎng)元在物理部署中可采用合一形態(tài)或分離形態(tài)。

移動(dòng)5G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)分為2.6G和4.9G兩個(gè)頻段。

2、核心網(wǎng)

核心網(wǎng)用戶(hù)面設(shè)置在各地市核心局址，控制面采用大區(qū)集中設(shè)置。

3、傳輸網(wǎng)

5G端到端承載充分考慮傳輸網(wǎng)、CMNet、IP專(zhuān)用承載網(wǎng)間的協(xié)同，傳輸網(wǎng)分SPN、OTN、PTN系統(tǒng)及光纜網(wǎng)。

（1）SPN系統(tǒng)

用于承載5G基站，城域SPN網(wǎng)絡(luò)按核心、匯聚、接入三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

（2）OTN系統(tǒng)

OTN系統(tǒng)由省際骨干網(wǎng)、省內(nèi)骨干網(wǎng)和城域骨干網(wǎng)組成，承載GE、10GE、100GE等大顆粒業(yè)務(wù)及傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)。

（3）PTN系統(tǒng)

PTN系統(tǒng)主要承載2G、4G、集家客等業(yè)務(wù)。

（4）光纜網(wǎng)

按前傳、回傳考慮5G光纜建設(shè)。

4、CMNet

主要承載家庭寬帶、集團(tuán)互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)、WLAN、IDC、CDN/IPTV等業(yè)務(wù)。

5、IP專(zhuān)用承載網(wǎng)

主要承載核心網(wǎng)電路域、分組域Gb接口、IMS核心網(wǎng)、VoLTE、跨省集客MPLS VPN等。

6、業(yè)務(wù)承載

采用SPN L3層端到端承載5G業(yè)務(wù)。

三、廣電網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

1、傳輸網(wǎng)

廣電傳輸網(wǎng)絡(luò)在層次上分為省際干線(xiàn)、省內(nèi)干線(xiàn)及城域網(wǎng)骨干三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

廣電的傳輸網(wǎng)絡(luò)承載著有線(xiàn)電視、家庭寬帶、集客專(zhuān)線(xiàn)等業(yè)務(wù)。

2、骨干IP數(shù)據(jù)網(wǎng)

骨干IP數(shù)據(jù)網(wǎng)采用骨干層（核心）、省（匯聚）、地市（接入）三層架構(gòu)。

四、廣電5G傳輸骨干網(wǎng)建設(shè)方案

以省為單位通過(guò)對(duì)省級(jí)移動(dòng)及省級(jí)廣電各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析，根據(jù)廣電與移動(dòng)“5G領(lǐng)域共建共享”合作協(xié)議，在5G網(wǎng)絡(luò)、傳輸、互聯(lián)網(wǎng)等給出相關(guān)建設(shè)建議。

1、核心網(wǎng)

核心網(wǎng)是整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)的“中樞”，具有控制面和用戶(hù)面分離的特點(diǎn)，承載著用戶(hù)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)安全、業(yè)務(wù)差異化、網(wǎng)絡(luò)能力開(kāi)放等關(guān)鍵功能。

根據(jù)大帶寬、低時(shí)延、廣連接等不同業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，結(jié)合廣電、移動(dòng)核心網(wǎng)現(xiàn)狀及其在網(wǎng)絡(luò)中“中樞”的定位，結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)程，初期可考慮采用大區(qū)制部署策略，后續(xù)可根據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展和業(yè)務(wù)需求情況部署。

網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期可采用純用戶(hù)面的部署策略。為快速實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)開(kāi)通，省核心機(jī)房新建用戶(hù)面UPF，滿(mǎn)足吞吐量和容災(zāi)需求，后續(xù)視業(yè)務(wù)發(fā)展情況擴(kuò)容或者下沉到更靠近用戶(hù)側(cè)?；就ㄟ^(guò)IP承載網(wǎng)連接到本地控制面，一般經(jīng)過(guò)省會(huì)節(jié)點(diǎn)，再通過(guò)省際干線(xiàn)連接到大區(qū)中心。

網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中后期可采用用戶(hù)面+控制面的部署策略。即在本地建設(shè)一整套核心網(wǎng)系統(tǒng)（包括控制面和用戶(hù)面）， 涉及到行業(yè)應(yīng)用，按需部署MEC，一方面減少遠(yuǎn)距離接入帶來(lái)的時(shí)延以提升用戶(hù)體驗(yàn)，另一方面通過(guò)及時(shí)響應(yīng)2B、2C客戶(hù)需求，快速靈活配置開(kāi)通業(yè)務(wù)，通過(guò)創(chuàng)新業(yè)務(wù)輻射周邊，滿(mǎn)足5G創(chuàng)新業(yè)務(wù)的發(fā)展需求。

2、IP專(zhuān)用承載網(wǎng)

初期可通過(guò)擴(kuò)容IP承載網(wǎng)省干專(zhuān)網(wǎng)平臺(tái)設(shè)備用于承載基站信令、用戶(hù)認(rèn)證UPF管理等控制面電路，并通過(guò)省際干線(xiàn)將控制面數(shù)據(jù)傳送至核心網(wǎng)控制面大區(qū)中心。

后期根據(jù)核心網(wǎng)用戶(hù)面下沉情況，擴(kuò)容地市IP承載網(wǎng)設(shè)備，承載UPF設(shè)備控制電路等上聯(lián)至省干專(zhuān)網(wǎng)平臺(tái)，再通過(guò)省際干線(xiàn)至核心網(wǎng)控制面大區(qū)中心。

3、互聯(lián)網(wǎng)

首先建議省核心設(shè)備采用雙局址設(shè)置，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。

初期可根據(jù)用戶(hù)規(guī)模及各地市上行鏈路擴(kuò)容省中心數(shù)據(jù)網(wǎng)核心路由器與核心網(wǎng)UPF對(duì)接用于互聯(lián)網(wǎng)出口。

后期根據(jù)用戶(hù)規(guī)模增加及核心網(wǎng)用戶(hù)面下沉情況，擴(kuò)容/替換地市核心路由器并與下沉后核心網(wǎng)UPF對(duì)接用于互聯(lián)網(wǎng)出口。

4、SPN網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)移動(dòng)SPN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及業(yè)務(wù)承載模式，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)資源情況、5G用戶(hù)數(shù)量、互聯(lián)網(wǎng)接口及核心網(wǎng)等設(shè)置原則，新建廣電與移動(dòng)互聯(lián)互通SPN網(wǎng)絡(luò)。在省中心建設(shè)對(duì)接核心網(wǎng)SPN系統(tǒng)，地市建設(shè)互聯(lián)互通SPN網(wǎng)絡(luò)，具體思路如下：

省核心新建SPN核心調(diào)度及落地設(shè)備，省中心SPN落地設(shè)備與核心網(wǎng)分別采用100GE Flex-E端口及10GE端口對(duì)接，分別用于承載用戶(hù)面及控制面。

每個(gè)地市核心機(jī)房新建2端SPN設(shè)備與移動(dòng)核心SPN設(shè)備對(duì)接接口可選擇100GE/200GE Flex-E端口，各地市通過(guò)省內(nèi)骨干OTN系統(tǒng)與省核心SPN設(shè)備互聯(lián)，優(yōu)選100GE Flex-E端口對(duì)接。

匯聚層、接入層SPN網(wǎng)絡(luò)利用移動(dòng)SPN網(wǎng)絡(luò)。

5、光纜網(wǎng)

建議廣電、移動(dòng)以地市為單位建設(shè)核心局址間互聯(lián)光纜，根據(jù)核心機(jī)房位置結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)光纜情況選擇最優(yōu)路由，以保證網(wǎng)絡(luò)的安全性，為新建互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)做好基礎(chǔ)。

6、OTN系統(tǒng)

為滿(mǎn)足SPN系統(tǒng)上行電路需求，建議每個(gè)地市單方向新建/擴(kuò)容2個(gè)100G波道（根據(jù)用戶(hù)發(fā)展情況不同可擴(kuò)容不等數(shù)量波道）。

7、業(yè)務(wù)承載

（1）帶寬規(guī)劃

用于承載5G基站，城域SPN網(wǎng)絡(luò)按核心、匯聚、接入三層網(wǎng)絡(luò)。由于互聯(lián)互通對(duì)接點(diǎn)為地市核心調(diào)度節(jié)點(diǎn)，初期其互聯(lián)帶寬可參考單用戶(hù)模型測(cè)算，統(tǒng)籌考慮其他業(yè)務(wù)流量，并適當(dāng)冗余帶寬，系統(tǒng)有效帶寬按照線(xiàn)路側(cè)接口速率的80%估算。

初期單用戶(hù)按照平均233K流量考慮，每100G可承載36萬(wàn)用戶(hù)，綜合考慮建網(wǎng)成本及用戶(hù)規(guī)?？刹捎肗*100GE/200GE端口對(duì)接。中后期單用戶(hù)按照380K流量考慮，每100G可承載22萬(wàn)用戶(hù)，按需擴(kuò)容對(duì)接帶寬。

（2）業(yè)務(wù)配置

5G基站統(tǒng)一采用動(dòng)態(tài)L3隧道方式承載。

（3）業(yè)務(wù)保護(hù)

互聯(lián)SPN可采用雙節(jié)點(diǎn) UNI口對(duì)接，并設(shè)置IP/VPN混合FRR雙歸保護(hù)，SPN與核心網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)路由器對(duì)接也可采用雙節(jié)點(diǎn) UNI口對(duì)接，并設(shè)置IP/VPN混合FRR雙歸保護(hù)，對(duì)于不支持的場(chǎng)景，可采用LAG保護(hù)方式。

（4）時(shí)鐘同步

為保持全網(wǎng)時(shí)間的統(tǒng)一性，建議跟隨移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘。

五、共建共享對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的影響

1、廣電共享移動(dòng)5G基站需增加對(duì)核心網(wǎng)路由指向。

2、廣電核心網(wǎng)等IP地址建議由移動(dòng)統(tǒng)一分配，明確基站路由指向，以便后續(xù)基站開(kāi)通及維護(hù)。

六、小結(jié)

目前各運(yùn)營(yíng)商，市場(chǎng)業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)激烈，運(yùn)營(yíng)商都在加快5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，同時(shí)，全面推進(jìn)5G垂直行業(yè)的應(yīng)用。

綜合來(lái)看，目前廣電發(fā)展5G最大的優(yōu)勢(shì)有兩個(gè)，一個(gè)是擁有700MHz頻譜，一個(gè)是擁有傳媒視頻資源。這兩個(gè)優(yōu)勢(shì)一個(gè)能帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面的優(yōu)勢(shì)，一個(gè)則能帶來(lái)豐富5G應(yīng)用。廣電5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要在共建共享的基礎(chǔ)之上，統(tǒng)籌考慮網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、維護(hù)與運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)與運(yùn)營(yíng)商的差異化競(jìng)爭(zhēng)，從而帶動(dòng)用戶(hù)規(guī)模和用戶(hù)價(jià)值的提升，分享5G應(yīng)用市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)家廣播電視總局.中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)廣電簽署5G共建共享合作框架協(xié)議[Z].2020

[2] 王亞龍，賀政，杜錚.5G試商用階段傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)方案探討[J].《信息通信》2019（007）：（136-138）

（中通服咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司? 江蘇 南京? 210019）