新需求層出不窮5G承載網建設需因地制宜

陜西聯通|席曉

5G承載網的前傳、中傳、回傳等需要根據運營商網絡的實際情況，合理選擇適合自身的建設方案，這樣才能有效解決萬物互聯、泛在連接的5G時代眾多業務對承載網的個性化需求。

當前移動互聯網、物聯網及云計算等業務應用飛速發展，這些業務對現有承載網的帶寬、時延、容量等提出了更高的要求。4G網絡雖然滿足了部分業務應用，但對高帶寬、低時延、萬物互聯等業務實際應用還存在著諸多不足之處。因此，為了滿足新業務對網絡的需求，構建超帶寬、隨需而變的承載網成為運營商5G時代網絡建設的重點。

新業務對承載網提出新需求

更高帶寬需求。相關數據顯示，到2020年連接到互聯網中的終端數將達到1000億，對網絡帶寬的需求日趨提升。4K視頻業務碼流對帶寬的需求是高清視頻的5倍，同樣VR/AR在未來面臨的也是高帶寬的問題；連續廣域及深度覆蓋需要隨時隨地為用戶提供100Mbit/s以上的用戶業務體驗速率，熱點高容量場景面向局部熱點區域覆蓋，需要滿足用戶極高的數據傳輸速率和區域范圍內極高的數據流量需求，包括1Gbit/s以上用戶業務體驗速率、10Gbit/s以上的峰值速率，超寬帶承載勢在必行。

業務高并發需求。隨著移動互聯網的發展，移動終端數量激增，移動互聯網的各種應用并發流量激增，現有的承載網將無法支持未來高帶寬業務并發需求，需要更高帶寬的承載網支撐。

業務高感知需求。隨著寬帶網絡的發展，客戶的業務體驗要求越來越高，對業務訪問速度、網絡時延以及視頻的清晰度等質量提出了更高的要求。

低TCO需求。5G網絡廣域覆蓋、高密度、大容量、大帶寬勢必對承載網的網元有海量需求，承載網規模將非常龐大，這就要求承載網的網元低成本、低功耗、易維護，最大限度降低TCO。

智能化需求。承載網絡要更加靈活、智能、高效和開放。承載網要具備面向業務的網絡能力開放接口，要支持多域協同、網絡切片，滿足網絡對業務差異化的需求。

體系開放的需求。開放是網絡發展大趨勢，5G時代，承載網設備數量大，網絡拓撲結構應適應多業務場景，帶寬、接口消耗大，相應設備種類、數量將更多，只有各系統間開放才容易對接，承載網絡體系需要為未來技術進步留有空間，避免被技術和廠商鎖定。

現有承載網存在不足

現有網絡在帶寬、平臺架構以及管道柔性等方面還存在不足，不能夠完全支撐超寬、隨業務變化而靈活變化等的需求。

圖1 5G承載網結構

4K視頻是超寬時代的重要業務，其帶寬需求比準4K視頻有數倍的增長。目前100Mbit/s甚至1Gbit/s帶寬的網絡遠遠不能滿足未來新業務對帶寬的需求。

現在網絡架構采用的是集中式。在以前，網絡流量相對比較小，集中式架構還能基本應對。千兆網絡速度時代流量增長數十倍以上，要想應對業務帶來的數字洪流，網絡架構就必須具備超寬、超大的特點，如果仍采用集中式的架構，會出現帶寬瓶頸、擁塞、客戶體驗差等諸多問題。

現有網絡是一個剛性管道，不能實現網絡資源針對不同業務分片化承載，無法幫助運營商進行多業務智能化運營；不能實現分權分域，維護管理困難復雜，不具備隨業務需求靈活變化的能力。現在業務應用場景出現多樣性，這些業務對網絡要求各不相同，現有的承載網針對這些業務還不能實現個性化的承載。

5G承載網建設需把握六大原則

5G承載網建設需把握需求驅動、務實為本、簡單為美、成本為重、循序漸進、體系開放六大原則。

需求驅動：承載網是5G支撐部分，應以滿足5G發展基本需求為原則，特殊需求特殊對待；務實為本：盡可能采用成熟技術、成熟產業鏈和已有資源，選擇合適手段，不輕易實施沒有顯著優勢的網絡創新；簡單為美：簡化網絡結構，穩定基礎架構，盡可能使用簡單成熟技術；成本為重：5G市場收益尚不確定，而成本壓力巨大，5G建網要以網絡綜合成本如無線網、承載網、核心網等TCO最低為目標，尤其要通過技術創新和產業規模化推動高頻器件、光電子核心器件等成本的下降；循序漸進：5G建設不會一步到位，傳送承載網也要因地制宜、循序漸進，不盲目超前投資；體系開放：開放是網絡發展大勢，5G承載體系也需要為未來技術進步留有空間，避免技術和廠商鎖定。

圖2 5G承載網前傳結構

圖3 5G承載網中傳結構

5G承載網建設時，特別需要注意的是保持現網架構不變、低成本建網及網絡開放與智能。5G承載網建設時需要保持城域光纜分層架構不變及核心匯聚層組網架構不變，維持光纜網架構不變是確保合理的網絡建設和維護成本的基礎；確保現有的核心匯聚層以及接入主干層以上光纜架構不變，城域承載網核心匯聚層的組網架構不因網絡容量的增加和控制技術的提升而變化；建議確保匯聚層及以上部分本地網綜合業務接入點以上組網架構穩定；部署SDN技術提升網絡智能；方便快捷的邊緣接入層有利于低成本、高帶寬業務的快速接入和開通。

低成本建網，充分考慮現有網絡資源的利用，光纜、局房、系統等優先考慮現有成熟產業鏈的技術作為組網的基本技術，不盲目追求以全新技術組網。SDN、SR、EVPN等技術也是傳送承載網本身技術演進方向。建網方案需要考慮如何更好地實現切片化的業務服務；充分考慮網絡的可維護性，減少備件品種，降低網絡的OPEX；充分考慮快速建網的能力，確保網絡的大規模應用；考慮網絡的擴展性以及業務的發展，不要盲目追求網絡功能的一步到位；充分考慮業務帶寬變化對網絡的影響，充分考慮網絡的擴展性；充分考慮業務的差異性，滿足不同的業務的承載需求。

網絡開放和智能，充分利用5 G建設時間，加快網絡轉型，采用SDN技術實現統一管控，實現端到端自動開通和自動運維；跨域端到端協同；端到端優化路徑，低時延業務就近轉發需要開放網絡資源，實現網絡能力開放。

5G承載網絡結構分為三層

5G承載網絡結構如圖1所示，前傳方案建議采用光纖直驅WDM輔助，光纖直驅推動單纖雙向的應用；接入層即中傳建議采用WDM方案；核心匯聚層即回傳方案為IP+光，IP采用IPRAN方案，光主要是用WDM、ROADM技術；SDN技術需要在接入層和核心匯聚層都部署，才能夠滿足移動承載網端到端業務管理的要求。

5G承載網前傳結構如圖2所示，5G前傳主要方案采用光纖直驅為主，含單纖雙向，光纖不足時可采用WDM，如G.metro，關鍵技術成本敏感度高，10～20km低成本25G光模塊和可調諧激光器等是關鍵。

圖4 5G承載網回傳結構

5G承載網中傳結構如圖3所示，中傳WDM組網方式采用10G波道組網，成本有優勢時可采用100G波道、TMUX組網；采用OADM實現波道在其他站點的直通；不對業務提供在匯聚點的雙歸，通過負載分攤提供業務一定程度的可靠性；當CU出現故障時，業務無法倒換到其他站點的CU。

該方案的優點是可以充分利用現有的10G產業鏈，技術成熟簡單，光纖利用率高，有完善的WDM保護機制；缺點是無法提供業務的雙節點上聯，僅能夠支持5G中傳業務，無法進行多業務承載，帶寬利用率沒有考慮統計復用，利用率太低。與此同時，5G發展的中后期均值帶寬利用率最多30%，大量帶寬浪費，對CU要求太多10G接口或100G可能無法滿足，需要在匯聚點有一個業務收斂設備。

5G承載網回傳結構如圖4所示，回傳方案建議采用IPRAN實現跨廠家混合組網，包括：任一廠商設備混合組網，分層混合組網，匯聚層每個環一個廠家，不同環不同廠家；混合組網方式下，IPRAN網元的DCN自通方案可采用中國電信提出并寫在行標的自通方案；綜合承載將來4G、大客戶等業務也接入IPR AN，但難以承載寬帶業務；通過SDN第三方控制器實現IPRAN端到端智能管理；未來開發IPoverWDM，實現IPRAN自帶WDM或彩光到WDM節省投資和同步成本；一對匯聚節點和一對核心點口字型組網。

綜合所述，5G時代面對新業務的諸多需求，5G承載網的前傳、中傳、回傳等要根據運營商網絡的實際情況，合理選擇適合自身的建設方案，才能有效解決萬物互聯、泛在連接的5G時代眾多業務對承載網的個性化需求。