5G網(wǎng)絡(luò)中傳輸承載的關(guān)鍵技術(shù)及傳輸組網(wǎng)方法

陳云選 代小強(qiáng)

（中國信息通信研究院西部分院 重慶市 401336）

1 引言

5G 網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用中由于其所具有的一系列優(yōu)勢，在物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等各個(gè)領(lǐng)域都有著非常巨大的應(yīng)用潛力。而一些高新科技的進(jìn)一步發(fā)展又在無形中進(jìn)一步推動了5G 移動通信技術(shù)的建設(shè)進(jìn)程，要想使得5G 網(wǎng)絡(luò)本身所具有的優(yōu)勢能夠更加全面地發(fā)揮出來，最為關(guān)鍵的工作就是要在各項(xiàng)工作中進(jìn)一步加大創(chuàng)新傳統(tǒng)傳輸承載技術(shù)以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的力度。

2 5G在傳輸承載方面的實(shí)際需求

要想使得5G 網(wǎng)絡(luò)在我國的覆蓋范圍變得更加廣泛，就必須要進(jìn)一步加大傳輸承載技術(shù)的創(chuàng)新力度。5G 技術(shù)在實(shí)際使用中，為了讓用戶擁有更好地體驗(yàn)其傳輸速率有了實(shí)質(zhì)性的突破。在這樣的情況下相應(yīng)的移動回傳網(wǎng)自然需要有更大的容量。

其次，通過一系列的方式方法將5G 移動通信技術(shù)進(jìn)行池化以及融化之后，核心網(wǎng)絡(luò)對承載網(wǎng)絡(luò)本身所具有的可靠性能提出了更高的要求。

最后，為了使得多樣化的場景能夠得以實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)變得更加重要。在這樣的基礎(chǔ)上網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際創(chuàng)新的過程當(dāng)中應(yīng)該以滿足具體場景的需求為自身創(chuàng)新地與依據(jù)，進(jìn)一步完成功能裁剪、資源分片等一系列任務(wù)。保障網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能夠全面滿足各種業(yè)務(wù)場景在實(shí)際部署中的具體要求。

3 5G網(wǎng)絡(luò)的傳承傳輸承載技術(shù)

3.1 網(wǎng)絡(luò)切片

就一般情況而言，由于網(wǎng)絡(luò)以及管控機(jī)制本身所具有的一系列性質(zhì)，在實(shí)際使用的過程當(dāng)中并不會對網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)作用的正常發(fā)揮造成影響。之所以會有這一情況，最根本的原因是由于無論何種網(wǎng)絡(luò)以及管控機(jī)，要想使其作用能夠更加充分地發(fā)揮出來，就必須要通過分片網(wǎng)絡(luò)對其進(jìn)行有效的隔離工作。在這一基礎(chǔ)上對Flex E進(jìn)行合理的應(yīng)用，從而保障存在網(wǎng)絡(luò)能夠滿足實(shí)時(shí)性的嚴(yán)格要求。圖1 為網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)。

3.2 同步傳送

3GPP 針對5G 網(wǎng)絡(luò)的一些基本任務(wù)所制定的時(shí)間進(jìn)度指標(biāo)當(dāng)前已經(jīng)面向全國發(fā)布。整個(gè)行業(yè)內(nèi)對5G 超短時(shí)延所具有的需求普遍在幾百納秒量級范圍內(nèi)。要想使得這些需求得到全方位的滿足，技術(shù)人員在實(shí)際工作的過程當(dāng)中要重點(diǎn)重視以下三個(gè)方面的內(nèi)容：首先，應(yīng)該想方設(shè)法提升設(shè)備所具有的靜態(tài)誤差性能；其次，應(yīng)該全方位的利用G.Mtero 進(jìn)一步使得線路經(jīng)過的具體條數(shù)得到實(shí)質(zhì)性的降低，提高時(shí)間在傳輸過程當(dāng)中所具有的具體進(jìn)度；最后，應(yīng)該基于5G 基站的實(shí)際地理位置對采取積極有效的措施對一些小型時(shí)間同步節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行有效的下沉。通過這樣的方式可以使得鏈路在使用中需要經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)數(shù)得到實(shí)質(zhì)性的下降。從而進(jìn)一步提高時(shí)間同步精度。

3.3 智能管控

圖1：網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)

圖2：SDN 和NFV 的關(guān)系

5G網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際使用中所具有的特征大致可以被概括為大流量、調(diào)度靈活、大規(guī)模連接。除此之外，中傳段、回傳段在實(shí)際應(yīng)用中對IP 加工的需求較為突出。因此，采取積極有效的措施根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步加大傳輸承載網(wǎng)的引入力度并且對其進(jìn)行積極的管理，進(jìn)一步使得端對端的智能管控成為現(xiàn)實(shí)，對于5G 技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展有著十分重要的意義。SDN 技術(shù)的功能主要在體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）智能調(diào)度全局管控。通過該項(xiàng)技術(shù)的合理利用可以以智能化的方式對各項(xiàng)路徑進(jìn)行有效的計(jì)算，從而使得整個(gè)帶寬的利用率得到實(shí)質(zhì)性的提高；

（2）可以通跨越網(wǎng)絡(luò)區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)以及管控工作。該項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)跨域協(xié)同提供大力的支持，通過一定的方式方法將人工協(xié)作向機(jī)器自動交互進(jìn)行轉(zhuǎn)變的方式，使得其運(yùn)行速度以及效率得到實(shí)質(zhì)性的保障。圖2 為SDN 與NFV 之間的關(guān)系。

3.4 城域接入

圖3：信道化業(yè)務(wù)創(chuàng)建組織

5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步促進(jìn)了超帶寬技術(shù)的發(fā)展。該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中最為重要的作用就是可以為一些相對來說比較復(fù)雜的環(huán)境提供良好的支持，除此之外該項(xiàng)技術(shù)在具體應(yīng)用中技術(shù)人員還為其加入了調(diào)光模塊。通過該模塊的合理應(yīng)用，可以使得人們能夠根據(jù)自己的實(shí)際需求對波長進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。而這項(xiàng)突破無論是對工業(yè)級還是商業(yè)級的工作環(huán)境而言，都可以在最大程度上滿足相關(guān)工作人員的實(shí)際要求。就我國當(dāng)前的實(shí)際情況而言，該項(xiàng)技術(shù)是在具體應(yīng)用時(shí)技術(shù)人員考慮的重點(diǎn)內(nèi)容是如何才能使其實(shí)際應(yīng)用成本得到有效的下降。從而使其符合5G 接入存在技術(shù)成本可控方面所提出來的一系列要求。要想使得該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際使用過程當(dāng)中的成本得到實(shí)質(zhì)性的下降，可以結(jié)合實(shí)際情況引入一些新的材料，并且采取積極措施將可調(diào)激光機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的簡化等等。

3.5 全光組網(wǎng)

5G 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，在低時(shí)延方面所提出的高要求相對于4G 技術(shù)來說更為苛刻。全光傳送網(wǎng)對于5G 技術(shù)有著非常重要的作用。前傳的過程當(dāng)中，應(yīng)該已G.Mtero 為依托，對全網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相迎的組建工作。

4 5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸組網(wǎng)策略

4.1 5G的前傳組網(wǎng)策略

就5G 技術(shù)當(dāng)前的實(shí)際發(fā)展情況而言，在其實(shí)際使用的過程當(dāng)中對于RRU 以及DU 接口依然沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，只有5G 協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)成熟之后，才可以使得后續(xù)的工作能夠更加順利地進(jìn)行下去。因此，就當(dāng)前而言，滿足5G 需求的前傳組網(wǎng)策略較多。最具有代表性的策略有以下幾個(gè)方面：

（1）光纖直接方案實(shí)際上指的就是通過一系列光纖直接相連而形成的組網(wǎng)方案。該方案在實(shí)際應(yīng)用中最大的優(yōu)勢就是可以在最大程度上省略一些傳輸設(shè)備，形成點(diǎn)到點(diǎn)的鏈型組網(wǎng)方式。經(jīng)過大量的實(shí)踐表明，這種方案在實(shí)際使用的過程當(dāng)中不僅僅結(jié)構(gòu)特別的簡單，而且還可以滿足5G在實(shí)際應(yīng)用中低時(shí)延、快部署的嚴(yán)格要求。然而，該種方案由于各種因素的影響，對光纖資源的消耗量非常巨大。當(dāng)前已有的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)制依然無法將其優(yōu)勢充分地發(fā)揮出來；

（2）為OTN。這一技術(shù)由于其在實(shí)際應(yīng)用中所具有的特點(diǎn)，已經(jīng)被人們廣泛地應(yīng)用于城域核心、干線等一系列領(lǐng)域。該方案由于其結(jié)構(gòu)等各方面的特點(diǎn)，和WDM/SDH 有著相同的優(yōu)勢。該方案負(fù)責(zé)提供白光接口的設(shè)備有CU/DU，提供的白光接口會和OTN設(shè)備的客戶側(cè)直接進(jìn)行相連。進(jìn)一步通過映射以及復(fù)用等一系列有效的方式形成一些高速信號，并且直接向彩光接口進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換工作。經(jīng)過風(fēng)波分復(fù)用技術(shù)的合理利用可以在光線當(dāng)中完成對于各類數(shù)據(jù)的傳輸工作，給環(huán)形鏈型等一系列網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供有效的支撐。經(jīng)過大量實(shí)踐表明，該方案在實(shí)際應(yīng)用中可以靈活地根據(jù)人們的實(shí)際需求進(jìn)行相應(yīng)的走訪方式，并且可以節(jié)約大量的光纖資源。然而，這項(xiàng)應(yīng)用在實(shí)際使用中所用到的設(shè)備種類繁多復(fù)雜；

（3）為無源WDM 方案，該方案在實(shí)際使用的過程當(dāng)中是以波分復(fù)用技術(shù)為核心的。實(shí)際上指的就是在波分復(fù)用技術(shù)的大力支持下，通過一根光纖對即可實(shí)現(xiàn)對多路波長進(jìn)行準(zhǔn)確的傳輸。該方案在實(shí)際應(yīng)用中最大的優(yōu)勢就是時(shí)延性低，可以節(jié)約大量的光纖資源。最大的劣勢就是所需要的經(jīng)濟(jì)成本大大地增加了，而且實(shí)際上可以應(yīng)用的范圍受到了很大的限制。除此之外，該方案在實(shí)際應(yīng)用中對于自身故障的管理能力比較差。一旦引入合風(fēng)波器之后，會導(dǎo)致插入損耗大幅度增加，進(jìn)一步縮短可以傳輸?shù)膶?shí)際距離。圖3 信道化業(yè)務(wù)創(chuàng)建組織。

4.2 5G的回傳組網(wǎng)策略

要想在最大程度上避免5G 在回傳的過程當(dāng)中所產(chǎn)生的大量傳輸壓力給網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行帶來負(fù)面影響，技術(shù)人員在日常工作的過程當(dāng)中應(yīng)該不斷地從設(shè)備的具體形態(tài)以及結(jié)構(gòu)等各個(gè)方面對回傳組網(wǎng)采取積極有效的措施進(jìn)行有效的優(yōu)化。對于設(shè)備形態(tài)而言，在接入層應(yīng)該以分組加工融合的設(shè)備為首選項(xiàng)目。而核心層以及匯聚層而言可以對現(xiàn)有的組網(wǎng)架構(gòu)進(jìn)行繼續(xù)使用。一旦接入的過程當(dāng)中相應(yīng)的傳輸設(shè)備有業(yè)務(wù)流量經(jīng)過時(shí)，需要電層進(jìn)行處理的具體對象僅僅為即將落地或者是已經(jīng)接入的業(yè)務(wù)波長。這一策略使得業(yè)務(wù)在傳達(dá)的過程當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)一條直達(dá)的設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)。不僅能夠滿足大容量需求，而且還能夠進(jìn)一步傳輸數(shù)據(jù)在傳輸過程當(dāng)中所具有的時(shí)延性。同時(shí)該策略進(jìn)一步加大了對光網(wǎng)絡(luò)硬管道特性的應(yīng)用力度，在該放策略實(shí)際應(yīng)用中以不同的波長作為策略的實(shí)際與依托，進(jìn)一步完成網(wǎng)絡(luò)切片等一系列繁雜的任務(wù)，為統(tǒng)一管理并維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的工作開展提供了極大的便利。

5 結(jié)束語

綜上所述，5G 網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用的過程當(dāng)中對傳輸承載技術(shù)以及組網(wǎng)的具體要求有十分嚴(yán)格的要求。其中作為網(wǎng)絡(luò)傳輸基礎(chǔ)的組網(wǎng)，需要采取積極有效的方式，對當(dāng)前已有的存在接口以及技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。增強(qiáng)自身對不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的實(shí)際使用能力，為5G 的后續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。