閆峰

中國電信唐山分公司 河北 唐山 063000

1 5G承載網(wǎng)關鍵技術

1.1 SR（Segment Routing）分段路由技術

使用源路徑選擇機制，封裝源節(jié)點預先分配的SID（段標識符）。當消息通過SR節(jié)點時，該節(jié)點根據(jù)消息的SID轉發(fā)消息。除源節(jié)點外，其他中間節(jié)點不需要維護它們支持的路徑信息。由于SR入口節(jié)點對SR報頭中的路徑信息進行編碼，傳輸節(jié)點不需要維護關于其支持的每條路徑的信息，而只需要它們對其進行處理[1]。在數(shù)據(jù)包報頭中找到的段標識符將數(shù)據(jù)包從當前段轉發(fā)到下一段。SR技術的應用簡化了MPLS控制協(xié)議，減少了資源占用，簡化了網(wǎng)絡運行維護和管理，增強了路徑調(diào)整和控制能力。與MPLS相比，它更易于實現(xiàn)、擴展和部署。

1.2 網(wǎng)絡操作技術

隨著高科技的普及和實時傳輸，人們可以更清晰、更快地接收網(wǎng)絡信息。高速的通信方式和手段將給網(wǎng)絡帶來極大的便利。在過去，比較傳統(tǒng)的IP/TCP網(wǎng)絡是基于位置網(wǎng)絡來實現(xiàn)通信的。通過分析，這些海量數(shù)據(jù)能夠滿足人們的實際需求。事實上，ICN網(wǎng)絡是媒體實時傳播與信息Web服務的結合[2]。網(wǎng)絡運營技術主要以信息為中心，以網(wǎng)絡更新技術為核心，不斷更新網(wǎng)絡協(xié)議和主機地址，使路由器能夠緩存各種信息數(shù)據(jù)，同時還具有更多的信息傳播功能，從而促進計算機網(wǎng)絡狀態(tài)更好。在通信期間，網(wǎng)絡運營技術意味著信息需要匹配。利用傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡地址，用戶可以經(jīng)常接收到所需的信息資源，屏蔽一些垃圾信息，增強用戶的網(wǎng)絡體驗效果。

1.3 超低時延技術

承載網(wǎng)絡中的時延主要由光傳輸時延和設備轉發(fā)時延決定，光傳輸距離是造成時延的主要因素。因此，縮短傳輸距離可以有效地減少端到端延遲。通過業(yè)務網(wǎng)關下沉、計算邊緣化等措施可以縮短傳輸距離。減少設備的轉發(fā)延遲主要通過優(yōu)化網(wǎng)絡結構、減少轉發(fā)節(jié)點以及使用FlexE優(yōu)化設備本身的轉發(fā)延遲來實現(xiàn)。對于自動駕駛、遠程醫(yī)療和其他對時間延遲敏感的RLLC服務，如何將時延減小到所需的范圍對于業(yè)務的發(fā)展非常重要。在實現(xiàn)超低延遲時，經(jīng)?？紤]可靠性。

1.4 全雙工技術

就通信技術的要求而言，相同的頻率和時間可以保證通信的更快傳播。就目前的技術而言，無線通信網(wǎng)絡架構在終端的對接和傳輸會給全雙工技術帶來很大的干擾問題。近年來，網(wǎng)絡通信工作中經(jīng)常出現(xiàn)由技術問題引起的信號干擾，不能有效地滿足網(wǎng)絡傳輸?shù)囊?，無法對雙向傳輸中的不同頻率和時間進行有效集成，沒有明確的時間和空間定義。根據(jù)全雙工技術的理論知識，需要配置的網(wǎng)絡資源存在很多問題，例如浪費。據(jù)不完全統(tǒng)計，這種浪費將嚴重影響整個網(wǎng)絡資源。全雙工通信技術實施后，他表示覆蓋范圍可以進一步擴大，但也對技術人員提出了更高的要求。只有集成MIMO技術，才能減少網(wǎng)絡中的信號干擾問題，使網(wǎng)絡資源分配更加合理，具有更強的局部穩(wěn)定性和更準確的分析。

2 5G承載網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)

2.1 5G網(wǎng)絡架構演變

在5G前端傳輸網(wǎng)絡中，它從原來的BBU和RRU兩級架構演變?yōu)镃uDuAAU三級網(wǎng)絡架構。根據(jù)網(wǎng)絡和業(yè)務需求，Cu和Du可以組合或分離。根據(jù)不同的網(wǎng)絡需求和部署需求，5Gran三層網(wǎng)絡架構在實際部署中采用了多種形式和場景。5G核心網(wǎng)將根據(jù)應用場景的要求部署在不同的位置。其中，控制機可集中部署（區(qū)域集中或省級集中），用戶機可根據(jù)需要集中或分散部署。5G網(wǎng)絡架構的演變對機房、管道、光纜、光纖分發(fā)點和其他資源的融合提出了挑戰(zhàn)。

2.2 5G業(yè)務指標的影響

5G業(yè)務流的多樣化需要更加靈活的網(wǎng)絡連接。為了提高embB業(yè)務的單站帶寬，要求5G承載網(wǎng)提供更大的管道，接入層需要單站接入大于25Ge，匯聚層需要100ge[3]。urllc業(yè)務1ms的超低時延要求通過架構優(yōu)化實現(xiàn)靈活連接，5G核心網(wǎng)網(wǎng)關下沉和mec下沉，城域網(wǎng)L3功能下沉，滿足靈活流量調(diào)度的要求。5G網(wǎng)絡和業(yè)務的復雜性要求高效、智能的運營和維護。需要引入SDN，實現(xiàn)控制與轉發(fā)的分離，提高網(wǎng)絡的集中控制能力，提高5G網(wǎng)絡的運維能力。

2.3 現(xiàn)網(wǎng)大部分設備不具備演進能力

核心匯聚層：以10GE線路帶寬為主，不支持100GE及以上接口速率占比大；匯聚層設備利用率較高，后續(xù)擴容改造工作存在較大困難；現(xiàn)網(wǎng)沒有FlexE接口，不具備SR、IPv6功能。接入層GE環(huán)網(wǎng)帶寬無法滿足5G業(yè)務需求，帶寬升級難度高；接入層大部分設備老舊，無法演進升級支持SR、IPv6等功能?，F(xiàn)網(wǎng)PTN老舊設備多，5G演進能力不足，需要進行大量設備替換。

2.4 5G業(yè)務部署對4G現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務影響大

4G業(yè)務采用L2+L3方式，5G業(yè)務采用HoVPN到邊緣部署，現(xiàn)網(wǎng)設備需要配置IGP協(xié)議、IP地址以及部署SCN通道，不同業(yè)務的開通以及維護對運維工作提出的要求非常高。核心匯聚層具備升級能力的設備需要更換線卡以支持FlexE，設備升級會影響現(xiàn)網(wǎng)4G業(yè)務運行；同時，5G承載網(wǎng)需要引入IGP以及SR動態(tài)協(xié)議，動態(tài)改造的業(yè)務部署對現(xiàn)網(wǎng)挑戰(zhàn)巨大。

3 5G承載網(wǎng)的建設策略

3.1 管理控制平面

對于5G承載網(wǎng)而言，SDN結構是運營中最重要的一種結構，從而使其成為更有效的控制和管理手段。同時，我們還需要根據(jù)實際需要，合理配置更多的服務和網(wǎng)絡資源，以實現(xiàn)統(tǒng)一管理，助力智能發(fā)展[4]。在相同的管理能力下，需要對多層管理信息進行建模，集中管理多個領域的業(yè)務能力，并在每個網(wǎng)絡層給出相應的技術手段。對于不同的控制系統(tǒng)和技術，必須進行統(tǒng)一管理，使不同地區(qū)、不同層次的網(wǎng)絡能夠集中管理和控制，提高自動化功能。

3.2 5G承載SPN新平面建設建議

初期：資源儲備階段，小規(guī)模試點。重點梳理現(xiàn)有網(wǎng)絡機房、電力、光纜等基礎資源，儲備新SPN新平面的基礎資源。通過當前網(wǎng)絡的中試，提前了解SPN技術和方案，明確目標網(wǎng)絡架構，儲備規(guī)劃、運維知識。中期：規(guī)模建設階段。重點建設完善的SPN新平面核心融合層，確保未來五年業(yè)務承載能力。接入層根據(jù)基站業(yè)務的需要進行建設，網(wǎng)絡建設可根據(jù)基站規(guī)劃進行。根據(jù)50ge/100ge的價格，接入層選擇對網(wǎng)絡性價比最高的速率，設備選擇應具備100ge的能力。結束階段：業(yè)務成熟度部署期。在一期、二期基礎上繼續(xù)發(fā)展，逐步將核心匯聚層帶寬提升至400ge，接入層帶寬提升至100ge，利用網(wǎng)絡切片技術實現(xiàn)不同業(yè)務之間的隔離，逐步引入AI，實現(xiàn)意向驅動網(wǎng)絡，進一步提高網(wǎng)絡的智能化。

3.3 IPRAN演進介紹

IPRAN是業(yè)界主流的移動回傳業(yè)務承載技術，在3G和4G時代發(fā)揮了重要作用。IPRAN的帶寬具有統(tǒng)計復用的特點，在4G時代只要進行適當擴容即可滿足多年業(yè)務增長需求。但在5G時代，業(yè)務量快速增長，現(xiàn)有的IPRAN能力無法滿足業(yè)務發(fā)展，因此IPRAN技術需要從多維度進行革新，目前已經(jīng)演進到2.0版本，也就是增強IPRAN。IPRAN2.0在端口接入能力、交換容量方面有了明顯的提升。此外，在基于SR的隧道技術、基于FlexE的切片承載技術、智能維護技術等方面都有很大的創(chuàng)新和優(yōu)化。目前，IPRAN的應用運營商有中國電信和中國聯(lián)通。

3.4 轉發(fā)平面

結合5G承載網(wǎng)的特點，轉發(fā)平面也是關鍵技術節(jié)點。它具有多級網(wǎng)絡結構，可以在每個平面上承載相應的業(yè)務工作。根據(jù)目前不同端點的分層架構，5G承載網(wǎng)絡分為多個分支和主線，其中不同的領域也由不同的部分組成。接入、融合和核心。接入主網(wǎng)線路時，可分為環(huán)網(wǎng)和其他兩級對應的網(wǎng)絡，也可借助雙上行鏈路網(wǎng)絡實現(xiàn)業(yè)務工作，并可借助光纖資源進行輔助[5]。對于差異較大的網(wǎng)絡服務，網(wǎng)絡中有一個集中的管道隔離技術，這也使得網(wǎng)絡連接服務能夠有效輸出，確保每個客戶的業(yè)務能夠實現(xiàn)高效傳輸，也使得5G技術的功能更加豐富。5G技術可以根據(jù)新的要求進行改革創(chuàng)新，實現(xiàn)基于4G承載網(wǎng)的高效升級，保證新技術優(yōu)勢更好的發(fā)揮和延續(xù)，更好地提升承載網(wǎng)的作用。

3.5 5G同步網(wǎng)

在5G承載網(wǎng)絡當中，能夠實現(xiàn)網(wǎng)絡同步也是非常重要的，能夠促使業(yè)務工作開展更加精準，并且在基本業(yè)務的要求內(nèi)能夠得到一定的滿足度。基于支撐業(yè)務的需求就是為了保障基本業(yè)務得到有效的運行，在各個領域當中將每個核心節(jié)點進行高度匹配，使其能夠得到更好的提升。具體采用的是PRTC/ePRTC，在網(wǎng)絡方面也有了更全面的提升，能夠合理運用傳輸方式，讓傳輸效果達到更好的提升，并且有效的提升傳輸端的同步傳輸，保證各項業(yè)務的正常開展。

3.6 建設方案對比

目前中國廣電與中國移動已經(jīng)簽署了“5G戰(zhàn)略”合作協(xié)議，現(xiàn)階段廣電該采用何種技術來建設5G承載網(wǎng)，需要深入探討研究。承載網(wǎng)共建共享有兩種模式，分為共享承載和獨立承載。共享承載是指基站只連接到某一方運營商的承載網(wǎng)上，在骨干或匯聚層再實現(xiàn)運營商之間的互聯(lián)互通[6]。獨立承載是指基站同時連接到多個運營商承載網(wǎng)，共享的只有無線網(wǎng)部分，整個傳輸網(wǎng)獨立而不共享。共享承載模式的優(yōu)點是建設周期短、投資成本低，可實現(xiàn)5G網(wǎng)絡的快速部署，有利于5G業(yè)務的開通。但缺點也很明顯，因為無法實現(xiàn)端到端的網(wǎng)絡切片管理，業(yè)務路由無法達到最優(yōu)化導致無法保證時延，從而影響某些5G業(yè)務的開展。如果中國廣電與中國移動的共建共享采用這種模式的話，考慮到中國移動使用的是SPN技術，廣電應盡量使用相同技術建網(wǎng)，設備兼容性好，有利于兩張網(wǎng)絡的對接，更便于網(wǎng)絡后期的運維和業(yè)務的開展。這種模式比較適合業(yè)務量低的二三線城市，可以共享友商的承載網(wǎng)而實現(xiàn)5G業(yè)務的快速開通，又能減少建網(wǎng)和運維成本。某些地區(qū)如果已經(jīng)部署了PTN網(wǎng)絡，可充分考慮利舊（在網(wǎng)設備普遍具備向SPN演進的能力），與5G承載網(wǎng)融合建設成為一張網(wǎng)絡，用于承載5G基站業(yè)務，進一步節(jié)省建設成本[7]。如果采用獨立承載模式與中國移動合作，則不存在不同承載技術的對接問題，在業(yè)務發(fā)達地區(qū)建議采用該模式。這種模式下，可能IPRAN更適合作為5G承載網(wǎng)技術。因為除了中國移動，其他運營商都采用IPRAN技術，IPRAN使用范圍廣，而且IPRAN的路由器具備靈活多連接的特性，可以很容易地與IP城域網(wǎng)或集客專網(wǎng)進行對接。在5G建設初期，如果考慮需要承載存量L2/L3VPN業(yè)務的話，IPRAN方案優(yōu)于SPN。

4 結束語

由于SPN技術是在PTN基礎上演進而來，是以傳輸為基礎，融合了數(shù)通的優(yōu)勢，所以網(wǎng)絡配置以靜態(tài)配置為主，動態(tài)路由方面欠佳，三層業(yè)務支持較弱，但支持L1層硬隔離，可提供類似于SDH的業(yè)務。而IPRAN以路由器為基礎，融合了傳輸?shù)膬?yōu)勢，其核心還是路由器，能夠支持IGP/BGP等動態(tài)路由協(xié)議，可以很好地兼容MPLS/VPLSVPN等三層業(yè)務。