晁曉宏，強 甲

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

1 5G通信傳輸網絡概述

5G技術是基于第四代移動通信技術研發(fā)出來的，國際電信聯盟（International Telecommunication Union，ITU）已經將5G技術命名為IMT-2020，它是4G技術的延伸與拓展。在通信領域內，人們認為5G技術與4G技術截然不同，是一個全新的技術，意味著融合、智能、泛在、高速以及綠色，是無線接入技術的演進[1]。5G技術提出與應用之后，為萬物互聯提供了新的可能，能夠滿足人與人、人與物以及物與物之間的安全、高速連接，也能夠產生更多的新型業(yè)務場景，包括廣覆蓋、高接入密度、高接入速率等，這些將帶領人們更好地進入人工智能時代。

2 基于5G的傳輸網絡部署特性

在5G技術的支持下，信息傳輸網絡的部署呈現出的特點如表1所示。

表1 信息傳輸網絡的部署特性

其中，連續(xù)廣域覆蓋特征的主要功能是保證用戶的移動性和業(yè)務的連續(xù)性，能夠為用戶提供高速無縫銜接的業(yè)務體驗，如無人駕駛與無人值守等。熱點高容量特性是一種面向局部熱點區(qū)域的技術特征，能夠充分滿足不同人群對網絡傳輸速率和流量的要求，具有高密度與高流量特點。5G技術引入之后，傳輸網絡的單位面積信息吞吐量明顯有所提升，能夠支持虛擬學習、虛擬辦公等。低功耗大連接特性促使5G技術的傳輸網絡能夠充分滿足以數據采集為目標的應用場景需求，其功耗較低、數據包體積較小，能夠進行海量連接，具備超千億連接的支持能力，能夠滿足1×106/km2的密度指標要求，能保證服務終端的超低功耗與成本，支持物聯網和智慧城市系統(tǒng)的運行。低時延高可靠特性促使5G技術的傳輸網絡能夠對接具有較高時延要求與可靠性要求的終端，為用戶提供毫秒級的傳輸服務與100%的業(yè)務可靠保障，支持車輛網的運行與數據傳輸。

根據上述4種特性分析可以發(fā)現，在5G技術支持下，傳輸網絡的部署呈現基站小型號、場景多元化、功能豐富化以及功耗超低化的特征，且具有鮮明的綠色低碳環(huán)保特征，能夠充分滿足人們的多種需求。相較于4G傳輸網絡，5G傳輸網絡的續(xù)航能力是其100倍，終端的使用周期可達到5～10年。在未來的發(fā)展與部署中，5G傳輸網絡的扁平化是主要趨勢，如設置不同類型的OTN組網[2]。

3 關于5G網絡多種傳輸方案的強化應用措施

綜合考量上述兩種不同的傳輸網絡部署方案形式，無論是哪個方案，其均具有自身獨特的優(yōu)勢，也存在不足。為了更好地發(fā)揮基于5G技術的傳輸網絡部署特性，體現其低功耗、低容量以及低時延的技術特點，建議要靈活選擇不同的方案，且在應用環(huán)節(jié)加強綜合保障措施，進一步保證5G網絡傳輸的穩(wěn)定性與可行性，提升5G傳輸網絡功能，營造良好的傳輸網絡環(huán)境[3]。

3.1 加強技術引入

為了強化5G網絡傳輸方案的落實成效，建議要積極引入先進技術，借助先進的5G技術完善傳輸網絡建設。在實際過程中，傳統(tǒng)網絡架構主要依靠DWDM承載，但隨著網絡通信傳輸穩(wěn)定性的提升，傳統(tǒng)傳輸網絡技術已經無法滿足人們的實際需求，也無法滿足5G網絡的建設需要。因此技術人員要靈活運用承載技術，根據5G通信傳輸網絡的不同形式，適當創(chuàng)新承載技術應用方法，分析傳輸網絡搭建節(jié)點，提升網絡技術性能。之后，在應用SDH技術的基礎上搭配使用PTN技術，形成優(yōu)勢互補，以提升SDH數據傳輸速率、網絡的業(yè)務配適能力以及信息運載性能與傳輸能力。這樣能夠保證5G通信在不同網絡環(huán)境中的數據傳輸速率，充分體現5G通信網絡的技術性能[4]。

3.2 部署多元化方案

根據上述的5G傳輸網絡部署特性分析，為了更好地發(fā)揮5G技術的應用優(yōu)勢，滿足不同的網絡傳輸需求，從兩個角度入手提出相應的傳輸網絡部署方案，以此應對不同傳輸網絡的環(huán)境與運行需求，實現強化部署傳輸網絡方案的目的。

3.2.1 以OTN干線為核心

如圖1所示，在部署5G網絡傳輸結構的過程中，可以將5G技術接入100G波分組網中，采用T級別波分在匯聚層完成組網任務。本次傳輸網絡的部署分為以下3個部分。一是前傳層，在基站中將裸纖與分布單元（Distribute Unit，DU）相連接，提升傳輸速率，以此滿足用戶對大寬帶和可靠性低時延的信息傳輸需求[5]。預估分析不同時間節(jié)點的流量數值，掌握流量變化情況。二是中傳層，DU匯聚基站之后，在物理網層接入光交配線端子。當物理網光在DU上行光纜匯聚后，可以通過物理網光交成環(huán)，之后物理網光交通過主干線光纜上傳到Centralized Unit集中單元位置。預測接入層的數據流量，每接入連接6個基站，就需要對基站峰值寬帶進行計算。當接入寬帶達到40G，就需要考慮到5G的基站密度需求，建議連接100G組網。三是回傳層，在完成前方傳輸和中傳之后，CU通過100G級別波分回傳到5G核心網絡中。對匯聚層的流量進行預測，極有可能達到T級別組網。

圖1 波分組網5G承載結構

波分組網5G承載具有大寬帶、低時延以及高安全性的優(yōu)勢，5G承載網的各級網絡節(jié)點之間通過光模塊和光纖連接。其中，基站與DU之間的連接被定義為前傳；DU與CU之間的連接被定義為中傳；CU與城域核心網之間的連接被定義為回傳[6]。本方案中的DU接入光纖物理網光交和物理網光交到MS-OTN采用雙上行的連接方法，能夠大大提升DU設備的運行安全性。另外，由于本方案部署下的傳輸網絡容量較大，且是按照通過MS-OTN匯接DU后再接入CU的思路部署，能夠有效節(jié)約上行光纜，減少不必要的CU端口，有更少的節(jié)點，大大降低了設備維護需求。本方案需要先后搭建兩張高速率OTN環(huán)網，且新增一些技術輔助，由于網絡結構較為復雜，前期投資較大。

3.2.2 以固移融合為網絡建設核心

第一步，在基站連接裸纖與DU，以此滿足移動用戶的大寬帶需求，滿足低延時傳送需求。在小基站位置接入光網絡單元（Optical Network Unit，ONU）集成，為之后的網絡部署奠定基礎。第二步，在DU匯聚基站光纜，之后接入光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）設備的PON口，OLT下沉后同時接入5G基站與PON業(yè)務。在物理光網交匯聚OLT上行光纜，之后通過主干光纜設備上行到局端。第三步，利用CU通過中繼光纜傳輸回5G核心網絡[7]。

如圖2所示，固移融合5G承載方案的傳輸網絡部署結構較為簡單，利用現有網絡結構對OLT設備進行升級，通過加大物理光網交的規(guī)格，完成組網任務。其優(yōu)勢在于以下5點。一是能夠同時承載有線與無線，大大提升了網絡中設備的利用率，節(jié)省更多的空間，降低設備運行的能源消耗。二是能夠實現全程光鏈路直達，支持5G的超大寬帶使用。三是采用DU接入OLT的方法，設計結構為雙上行，同時設計OLT接入物理光網交的結構為雙上行，呈現環(huán)狀結構，大大提升了DU的安全性與可靠性。四是OLT具有更多的升級空間，能夠滿足設備拓展的需求，實現“超100G”的寬帶運行。五是將OLT設備作為CU和DU之間的匯聚，能夠大幅度匯聚基站的上行光纜，節(jié)省光纖物理網資源的消耗，提高資源利用率。其不足在于以下兩點。一是OLT設備作為傳輸網絡的主要內容，需要重點部署。OLT設備功能較多，通常存在延時較大的問題，這是由于OLT的上行采用TDMA方案，上行信息流時延無法滿足5G的超時延需求[8]。基于這種情況，需要在實際部署環(huán)節(jié)將OLT進行時延優(yōu)化，以此保證滿足5G需求。二是在網絡部署中，DU需通過光纖物理網匯聚到CU位置，此時光纖物理網的密集區(qū)域中，每個光交覆蓋半徑約為1 km，這意味著CU的覆蓋范圍限制性較強，不能在最大程度上發(fā)揮CU的作用[9]。

圖2 固移融合5G承載

3.3 優(yōu)化5G網絡結構

為了強化5G網絡傳輸方案的落實成效，建議優(yōu)化5G網絡結構，提升5G通信網絡的整體運行能力，維護網絡內部數據傳輸的穩(wěn)定狀態(tài)。在傳統(tǒng)的通信網絡建設過程中，按照不同層次搭建5G通信網絡結構[10]。當網絡建設形式無法滿足通信需求，需要改進5G通信網絡的部署方案。為了更好地實現5G傳輸網絡部署方案，必須要加強對網絡結構的優(yōu)化升級。技術人員還可以借助5G技術優(yōu)勢弱化通信網絡對傳統(tǒng)設備的依賴，完善路由系統(tǒng)搭建需求，調整PTN網絡運營的核心層，構建其與本地網絡的聯通橋梁，這樣既能夠提升5G傳輸網絡運行的抗風險能力與運行穩(wěn)定性，也能夠節(jié)省更多的后續(xù)設備維護費用和保養(yǎng)費用，提高網絡建設資源利用率。

4 結 論

隨著現代社會網絡信息技術的發(fā)展與應用，對數據傳輸容量、速率、穩(wěn)定性以及安全性的要求逐漸提高。借助5G技術優(yōu)化部署通信網絡傳輸方案，是進一步滿足人們的需求并推動信息通信技術發(fā)展的有效方法。在今后的5G傳輸網絡部署中，建議工作人員結合實際部署需求與外部信息通信環(huán)境，考慮不同部署方案的特征與功能，展開對不同結構網絡中信息傳輸穩(wěn)定性、時效、速度的研究，優(yōu)化設計，最終形成具有較強應用價值的傳輸網絡部署方案，提升5G傳輸網絡功能性，為我國通信行業(yè)的健康發(fā)展提供支持。