5G時代傳輸網絡建設策略探討

夏 斌

中國移動集團安徽安慶移動分公司工程建設部，安徽安慶 246000

現有運營商實施的網絡傳輸技術，主要是以同步數字體系SDH為基礎，著重強調網絡的QOS技術，采用的主要網絡結構方式就是煙囪式的縱向架構，缺乏一定的開放性與擴展性，導致網絡優化和建設的成本較高，工期較長，無法很好地滿足運營要求[1]。

1 5G網絡技術概述

隨著科學技術的進步和社會經濟的發展，對移動網絡建設的研究愈加深入，這就需要改造升級網絡技術，形成全新的5G網絡技術，而該技術在未來發展中會更加完善，發展前景也愈加廣泛。對于5G網絡技術而言，其能很好地保留相關信息與數據，實現應用的高效率及靈活性，減少能量損害，增強服務的人性化、智能化，提高信息傳遞的質量與速度，極大便利人們的生產生活。

2 兩種傳輸技術的特點及優劣分析

2.1 IPRAN傳輸網絡技術

2.1.1 特點

IPRAN技術最初是由IETF提出，在標準文檔信息方面十分完備，以交換網絡技術為基礎得以發展，很多都是通過改進傳統的交換機或路由器而形成，互通能力極強。在QOS保障方面，IP只能盡可能爭取，而IPRAN為保障其內部的QOS，利用Diff-Serv技術組建具體的網絡。與傳統的Int-Serv有所不同，Diff-Serv主要是將資源預留協議作為協議機制，在各個路由器中適當預留所需的資源，尤其是處理的QOS數據流，以便順利對接端口到端口QSS業務。這兩項技術的根本差異在于：不是以每項業務為依據，將網絡資源配置預留在相應的節點上，而是自動劃分要求相似的業務組，使其成為一種類型，以每種類型為單位來保障QSS。與Int-Serv相比，Diff-Serv的優勢之一就是能規避因改變軟狀態周期而加重網絡系統損耗的情況，減少對信用指令的依賴性。另外，Diff-Serv不需絕對的端口對接QOS保障，在龐大的網絡結構中利用化整為零的方式進行管理，最終實現對用戶接口QOS的保障。

2.1.2 優劣分析

IPRAN具有較強的適配能力，網絡結構與扁平化的發展趨勢相符，而其劣勢表現為QOS明顯不如PTN，但通過Diff-Serv技術的應用，可以很好地改善QOS性能，滿足實際運營的需要；如果實施化整為零的分片式管理形式，能使運營商的成本支出得以降低。該種技術目前在中國電信運營商里得到大力推廣應用。

2.2 PTN傳輸網絡技術

2.2.1 特點

我國建設的PTN大多采用OTN和PTN兩種傳輸設施，而SDH和DWDM是使用最多的兩種存量設施，其中OTN和PTN是由LTE所承擔，OTN則承擔CMNET和IP等。PTM的發展能有效彌補SDH的不足之處，對多種業務加以適配，加上實施IETF的部分技術，能為三層靜態路由提供強有力的支持，具備較強的尋址能力，在組網層面采用層次網絡結構。當前很多LTE都是采用PTN，而在PTN網絡中則實施MPLS-TP，以便保護QOS網絡，實現QOS網絡的運營效果。值得注意的是，由于互聯網應用范圍的擴大，在實際運用中往往會出現一些問題，需要積極研究這些問題，保障網絡的實際效果。通常MPLS-TP具有如下特征：① 若用MPLS取代路徑，能有效節約MPLS的信用命令，使IP的復雜功能有所減少；② 承載多種業務，以獨立行使的方式存在于控制層面、客戶層面；③ 有著極其強大的數據傳輸功能，非常安全。

2.2.2 優劣分析

PTN具有優異的適配能力以及良好的QOS性能，而其劣勢則體現為兩點：①無法滿足扁平化的發展的趨勢。基站PTN設備發起路由之后，經過本地PTN傳輸設備、核心設備、骨干設備，借助骨干PTN，進入到LTE核心網絡元件，形成整體的網絡。但網絡的結構為自上而下的多層煙囪結構，會出現過度依賴廠家、組網靈活性降低等現象。②接入層應用的MPLS-TP技術無明顯優勢。MPLS-TP技術是PTN技術中的核心技術，屬于一類二層隧道技術，每個LSP都對應單條隧道。一般單個的LTE基站對應單條LSP，在某個本地網絡中會出現大量的LTE基站對應相應的LSP，而這需要采用手工配置的方式，在很大程度上增加了工作量。目前中國移動集團主要傳輸建設采用該模式。

3 5G時代傳輸網絡建設策略

3.1 優化網絡結構

以往的移動通信網基本是實施層次化的網絡架構，這明顯不符合IP化的發展趨勢，所以當前的LTE網等網絡架構趨向于扁平化，有利于改進無線空口等技術，促進無線承載帶寬的提高。通過比較兩種主流傳輸設備，綜合考量維護成本、網絡擴展等因素，使PNT具有更強的生命力，實現扁平化的發展趨勢。一般PTN扁平化的網絡具有以下優勢：①減少建設和維護的成本。對網絡層次予以優化減少，能降低光纖資源的使用率，實現網絡扁平化的目標。現階段，運營商中光纖線路等資源建設投入成本占據較大比例，加上管線施工困難、光纜資源緊張等，在很大程度上影響著工程建設的質量及進度；而實施扁平化的網絡能很好地節省機房的資源，減少節點和資金投入。②避免過度依賴設備廠家。針對PTN運營商，其從省核心層至本地網接入層，完整的一條路由至少包含4個層(省干、核心層、匯聚層、接入層)，每層都有不同的平面，即每層至少有兩個不同廠家提供系統，平面之間的系統相互隔離。受標準的非開放等因素制約，往往是由同一廠家提供上下兩層之間的設備，致使廠家完全壟斷運營商傳輸網絡，增加運營風險，無法全面掌控工程的質量及進度。③優化現有網絡。通過分布實施、統籌規劃，嚴格按照由下向上的順序予以建設，有利于減少網絡層次，進一步優化現有網絡。同時發揮OTN大顆粒、高帶寬承載優勢，對OTN網絡進行合理布局，提前開展OTN波導擴容工作，在此基礎上逐步優化PTN網絡，以便增強PTN網絡帶寬，使PTN城域本地網的網絡層次減少。④隨著物聯網對傳輸建設的需求，密集型波分技術及應用和PON技術成為了目前主推傳輸技術。“信息高速公路”概念的提出，傳輸系統的大容量、長距離研究不斷深入。密集型波分技術采用TDM法擴大容量，碼速受到單模光纖色散因素及接收電路高頻噪聲影響限制在每秒30Gb內。現如今WDM技術在4路、8路、16路方面已經成熟，日本NEC公司通過雙學雙重二進制調制解調技術讓單根光纖傳輸速率達到每秒2.64Tb。PON技術下，單根光纖上采用下行1490nm/上行1310nm波長組合，是實現FTTB/FTTH的主要技術。

3.2 加強技術革新

對于不同的網絡層次規劃，必須要全面升級相關設備的功能，具體表現為：①積極建設城市域網，優化網絡功能。運營商現有的PTN設備能支持網絡三層功能，而其在本地網區域內基本實現了二層功能的開發，通過將二次技術轉為三層技術，能加快升級PTN技術設備，有效滿足后期發展中的多種協議需求。②停止運用MPIS的功能。MPIS的作用就是實現無連接到有連接的轉變，確保骨干網IP傳輸的質量。在這一過程中，運營商可以有效貢獻資源，享受網絡傳輸的質量；或者是有效匹配相關技術場景，以相關業務的特殊性為依據，合理規劃相應的寬帶技術，增強骨干網的可靠性、穩定性。③保障骨干網。由于5G移動通信網絡的商用性質，站點數據愈加密集，只有根據實際的技術場景，合理利用資源，才能創新技術，減少網絡方面的開銷。建設網絡時，應實施同步的措施，有效保障本地網的骨干網；實施整個策略時，應該規模化完善運營商現有的PTN設備，更好的優化其功能，使其功能得以擴充，滿足新功能的具體需要，推動網絡設備的系統化發展。

3.3 完善對城域網PTN網絡的QOS保障

要想為網絡端對端的QOS提供強有力的保障，必須要以本地網的PTN為基礎，同步實施QOS網絡，確保骨干網QOS的順利實施。對于本地網的相關設施配置而言，其具有龐大的數據，需跟隨LTE的站點位置，使站點隨移動網絡通信使用范圍的擴大而擴大，朝著密集化的方向發展。可以說，只有結合QOS技術和IP的使用場景，才能減少各項網絡開銷，科學利用諸多的網絡資源，實現Diff-Serv技術。此外，在具體策略實施過程中，應該綜合考量運營商對現有PTN設備的使用情況，通過升級功能，統籌考慮新舊設備，適當添加設施，進而滿足新功能的實際需要，發揮出節點位置的作用，進一步優化升級網絡設備的功能。

4 結語

在5G時代背景下，傳輸網絡的優化和建設是信息化社會發展的必然趨勢，不僅能合理配置與高效利用網絡資源，還能為運營商提供極大的經濟和生活便利。所以在研究與應用傳輸網絡技術時，必須要立足實際，不斷發現、提出、解決問題，適當打破網絡傳輸設備與網絡設施之間的界限，從而加快該項技術的發展步伐。

[1] 宮平.試論5G通信傳輸網絡的建設策略[J].數字通信世界，2017（4）：127，129.