5G時代傳輸網絡建設策略探討

文｜楊 柳，李丹雪，王佳，李卓

5G時代傳輸網絡建設策略探討

文｜楊 柳，李丹雪，王佳，李卓

隨著5G時代的到來，人們對數據傳輸的需求將發生較大變化，而且5G通信系統對于傳輸網絡的建設也提出了更高的要求。當前，我國移動網絡運營中，大多仍沿用SDH光傳輸，對于網絡QoS質量十分重視，網絡的結構也以縱向型結構為主體，造成了傳輸網絡的開放性存在一定的不足，也使得移動通信網絡建設周期較長，后期的維護和升級成本較高，從而無法滿足5G網絡運營的需求。這就需要結合國內移動運營商現有傳輸網絡的技術特點為，結合先進的傳輸技術設計理念，對5G通信時代PTN網絡建設策略做更加深入的分析和探討，為5G時代的到來提前做好相關的技術準備。

一、移動運營商傳輸現狀

隨著移動通信網中數據傳輸業務的快速增長，傳統SDH網絡已經不能適應數據類業務的增長，新型的傳輸網絡技術以其支持彈性通道,更高速率、更大的傳送流量等技術特點受到移動運營商的青睞。就當前而言，在IP化、5G化的趨勢下，PTN、IPRAN在移動通信網絡建設中得到了廣泛的采用。其中中國電信以IPRAN為主，中國聯通帽為IPRAN為主流，也引入了PTN。而中國移動的網絡建設是以PTN為主。中國移動存量設備中，SDH與DWDM仍占有較大的比重，而在建的傳輸設備則多使用PTN。其中LTE業務主要由OTN與PTN共同承載。在移動通信本地網絡傳輸網絡，主要分為城域核心層、骨干層、接入層，以及地域骨干層，不同層面的對于網絡傳輸設備的要求也各有不同。

二、兩種主流傳輸技術主要特點及優劣分析

（一）PTN網絡技術特點

在當前時期，移動通信運營商通過PTN來承載LTE網絡，同時，為了保障網絡QoS，將MPLS-TP技術應用于PTN網絡之中。在通過網絡運行質量的分析也發現，MPLS-TP技術對于確保QoS起到積極的作用。MPLS-TP是一類基于連接的分組交換網絡技術，MPLS-TP主要的技術特點有：

具有十分強力的數據傳輸性能，且十分安全、可靠。

節省了MPLS信用命令以及繁雜的IP功能，通過MPLS標簽來替代路徑。

MPLS技術能夠獨立于客戶及控制層面存在，對多業務的承載效果也較好，還可以在各類物理層中運行。

（二）IPRAN網絡技術特點

IPRAN網絡技術的IP 指的是互聯協議。 IPRAN技術標準主要基于Internet工程任務組(IETF)的MPLS工作組發布的RFC文檔。IPRAN是以IP/MPLS技術為基礎的一種IP化的移動回傳網技術，通過實現IP城域網、城域傳輸網等網絡的內匯聚，然后在核心層和接入層通過IP/MPLS和增強以太網技術結合的傳輸技術。比傳統移動通信傳輸技術具有更多的傳輸優勢，其技術特點主要體現以下幾個方面：

多業務承載能力和分區域、多進程技術。

網絡拓展性更強，可以提供高帶寬等多樣化的需求。

更好的保證QoS性能。

業務配置靈活

可靠性和安全性進一步提升。

（三）兩種傳輸網絡分析

1. PTN優劣勢分析

PTN的優勢主要體現在：PTN商用能力強，能夠快速實現網絡部署；PTN在傳輸網絡總體成本上占有比較優勢。這主要是因為PTN商業進程快，在PTN設備采購成本相對較低，運維管理平滑，幾乎不需要對現在運行的運維組織進行調整，就可以滿足其運維要求。因此，從運維成本和設備成本方面都具有較大優勢。PTN現網投資有利。PTN可以很方便的與SDH互聯互通能力，達到傳輸網絡平滑演進，降低了傳輸網絡投資成本，又最大限度的保護了現網投資。PTN的綜合承載能力已經得到了驗證，無論是實驗室測試還是外場測試，都對TN的綜合承載能力進行了確認。PTN網管與維護能力強。PTN可靠性高、可維護性強，其自身所具有的良好的完善的網絡管理及保護機制，使網絡的質量與安全得到進一步保證，能夠滿足無線網絡及大客戶網絡對高服務質量要求。PTN的產業鏈成熟。目前，國家相關部委已有了明確的PTN入網流程，《PTN總體技術要求》也進入送審報批狀態，PTN國際標準已經明朗化。。

PTN的劣勢則主要表現為以下方面：無論是IETF、MEF 還是ITU-T 均沒有對以太網業務的實現技術進行規定，可以使用的技術如QinQ(vlan 嵌套)，MAC 此難以實現互聯互通。保護機制還存在不足。ITU-T和IETF兩大陣營因為對于PTN 保護機制各執已見，也致使其保護功能不如MSTP 完善和全面。目前主要有1：1 保護以及1+1 備份保護，而支持Steering 保護或Wrapping 保護，倒換時間相對延長，而且在Wrapping 保護進行保護倒換出現丟包嚴重的現象，這樣對于就無法滿足大數據業務傳輸實時性的要求。PTN 與現在網絡中基于SDH 的MSTP/ASON 網絡實現同步出問題，無法達到相互兼容。PTN 設備處于商用化初期階段，設備的穩定性與網絡的成熟度和安全性方面還得到進一步實踐驗證。分組承載網對于分組網絡上TDM 業務傳送出現分組丟失、抖動、分組包亂序。

2. IPRAN優劣勢分析

IPRAN技術的優勢主要體現：IPRAN技術可以對現有移動網絡進行承載，同時，為各種業務的開展提供承載的平吧，使得網絡資源進下統一協調，從而對移動網絡運行能力的提高有很好技術支持。歸納而言，就是多業務承載、多進程、多分區；IPRAN技術的IP構架基本相同，從而可以使移動寬帶具有豐富的路徑，使組網運行更完善。可實現業務的自動化調整，進一步提高了業務通道配置效率。提高了移動業務的承載質量，可以為不同業務提供不同的業務保障。

IPRAN的劣勢則主要表現為以下方面：與PTN技術相比，在網絡的自愈保護方面相對較弱，而且在技術試驗和測試過程中，也發現有的移動業務無法滿足其需求。維護保養任務量大。因為業務路由的不透明，配置比較復雜，對故障檢測較為繁瑣。建設成本高，網絡初期建設投資消耗較大。

三、5G時代傳輸網絡的建設策略

隨著移動通信技術的發展，4G網絡已經投入商用多年，而5G網絡也在進入了綜合測試階段，5G時代的到來，對于傳輸網絡的建設也提出了更高的要求，通過對目前主流的兩種傳輸技術分析，5G時代傳輸網絡的建設策略如下：

（一）優化網絡結構

5G作為下一代通信技術，相比4G不單單是多了1G這么簡單，5G不僅能帶來更快的傳輸速率和更高的網絡帶寬，也將帶來超高可靠性和低延遲，并實現大規模機器間的相互通信。因此，早期的移動通信網絡為了使其符合IP化的趨勢，宜選用層次化網絡結構，網絡結構向扁平化的方向發展。在移動通信確認采取PTN技術做為5G發展的方向后，PTN扁平化發展具有以下優勢：第一，能夠降低運營商對設備廠家的依賴，進一步提高移動運營商對5G網絡的掌控力。第二，能夠很好的降低對光纖資源的投入和占用，降低網絡的建設與維護成本。通過對網絡結構層次的優化，實現網絡扁平化，也可以使得節點的投入得到進一步優化，對機房建設支出降低明顯，大大節約了建設成本。第三，可實現對目前現有網絡系統的全面優化，提升PTN網絡帶寬，網絡層次架構進一步縮減。

（二）選用MPLS為骨干

在傳輸網絡建設時，應重新規劃和設計網絡層次，對PTN設備進行升級化改造。在這方面，需要在骨干網絡層面保留MPLS，骨干網層以下停止采用MPLS。這樣做主要是為了保證骨干網絡IP傳輸質量。同時，針對LTE的技術特點，應合理規劃LSP帶寬，為了保證骨干網絡的穩定運行，LSP宜配置帶寬高一些。加大網絡技術研發，針對不同的應用需求，提供合適的場景安排。在對城域網中PTN設備進行功能升級時，應能夠同步支持RIP、BGP以及SOPF等相關路由協議。MPLS實現了面向連接的業務，在移動回傳網上已經得到了大量的部署，成為了當前移動網絡承載技術的首選。對于新的IP化基站，可以根據需要部署L2VPN或者L3VPN，增加網絡的靈活度，為LTE的部署做好規劃。

四、結語

總而言之，隨著移動服務的普及和物聯網的發展，人們對數據流量的需求激增。據預測，2020年的數據流量將比2010年增長1000倍。5G系統研發面向2020年移動通信應用需求。萬物互聯的背景下，加上高速率的保證，移動信息消費潛力巨大。傳統的網絡傳輸設備和數據網絡設備之間的邊界已經愈發模糊，基于PTN的5G傳輸網絡的建設也必須適應現存的傳輸網絡架構，向著5G時代網絡發展來建設和步署，才能為5G時代的到來提前做好相關的技術準備。

作者單位：中國移動通信集團設計院有限公司黑龍江分公司