現(xiàn)有資源如何應(yīng)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)承載

陳翠芬

摘要：隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)的普及使用，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的局限性逐步體現(xiàn)，為了滿足網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延和大帶寬等要求，運(yùn)營(yíng)商正積極進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)的部署。通信工程建設(shè)中，如何降低工程投資縮短建設(shè)周期是運(yùn)營(yíng)商一直關(guān)注的重點(diǎn)，本論文結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)論述如何充分利用現(xiàn)有資源部署5G網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)鍵詞：5G特點(diǎn)；5G部署的壓力；網(wǎng)絡(luò)資源；基礎(chǔ)設(shè)施資源；應(yīng)對(duì)策略

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）05-0050-01

近幾年來(lái)，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用的迅猛發(fā)展，運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始5G網(wǎng)絡(luò)的試用為未來(lái)的大規(guī)模商用作準(zhǔn)備。5G與4G相比較，在峰值速率、用戶平均速率、區(qū)域流量、頻譜利用效率、終端連接數(shù)等方面都有極大提升，并對(duì)時(shí)延提出了更為苛刻的要求。5G相對(duì)4G＼3G，其業(yè)務(wù)場(chǎng)景的應(yīng)用區(qū)分更加細(xì)致。

為了滿足5G技術(shù)的特點(diǎn)，需采用SDN/NFV/云技術(shù)用通用X86服務(wù)器來(lái)替代傳統(tǒng)通信設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在數(shù)據(jù)中心被大量虛擬化，如何利用現(xiàn)有資源滿足5G時(shí)代要求，是運(yùn)營(yíng)商面臨的新挑戰(zhàn)。

1 5G的特點(diǎn)

5G是一個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，5G承載網(wǎng)需要支撐多樣化應(yīng)用場(chǎng)景下業(yè)務(wù)的差異化指標(biāo)，需要基于統(tǒng)一的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，針對(duì)具體場(chǎng)景需求進(jìn)行功能剪裁及資源分片，并在分片資源上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制和業(yè)務(wù)編排，從而滿足5G多業(yè)務(wù)的差異化需求。5G網(wǎng)絡(luò)具備如下特點(diǎn)：（1）大帶寬；（2）低時(shí)延；（3）高可靠；（4）高靈活；（5）低能耗；（6）高精度；（7）高移動(dòng)。

2 現(xiàn)有資源面臨的壓力

現(xiàn)有通信設(shè)備形態(tài)不滿足要求：傳統(tǒng)通信設(shè)備網(wǎng)絡(luò)功能基于專用的硬件和軟件，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要一個(gè)物理實(shí)體；5G通信設(shè)備形態(tài)為通用X86服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)功能基于虛擬網(wǎng)元軟件和通用硬件，多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備集成于同一個(gè)物理實(shí)體。

機(jī)房利用率高且存在空閑面積碎片化：運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有機(jī)樓（特別是縣級(jí)機(jī)樓）多為90年代投入使用，使用年限長(zhǎng)，當(dāng)年建設(shè)時(shí)由于條件的限制機(jī)房面積不大，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，通信機(jī)房空閑面積不斷減少；由于傳統(tǒng)通信設(shè)備的特點(diǎn)，現(xiàn)有通信機(jī)房按業(yè)務(wù)劃分區(qū)域，不同業(yè)務(wù)機(jī)房之間互相封閉，導(dǎo)致機(jī)房空閑面積存在碎片化現(xiàn)象。

機(jī)房條件受限：現(xiàn)有機(jī)樓使用年限超過(guò)20年，機(jī)樓層高、承重等自然屬性存在不足；隨著通信設(shè)備機(jī)架密度越來(lái)越高，對(duì)空調(diào)的需要量也越來(lái)越大，多數(shù)機(jī)樓建設(shè)時(shí)未規(guī)劃空調(diào)平臺(tái)和空調(diào)管道專用管道，對(duì)空調(diào)的擴(kuò)展存在一定影響。

外市電容量受限：傳統(tǒng)通信設(shè)備功率密度較低，使用X86服務(wù)器的通信設(shè)備功率密度從4KW/柜到10KW/柜不等，現(xiàn)有地市核心機(jī)樓和一般機(jī)樓外市電容量多為1000KVA以下，容量受限。

3 5G部署對(duì)現(xiàn)有資源的要求

根據(jù)5G智能化、云化的特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)支撐、機(jī)樓自然屬性和機(jī)樓配套設(shè)施等資源提出新的要求，如圖1所示。

（1）機(jī)樓自然屬性：要求具備200平米以上的空閑面積，梁下凈高超過(guò)3米；（2）機(jī)樓配套設(shè)施：省級(jí)核心機(jī)樓電源需要滿足一類機(jī)房用電要求，地市核心機(jī)樓電源需要滿足二類機(jī)房用電要求，地市一般機(jī)樓電源需要滿足三類機(jī)房用電要求。除了電源滿足要求外，機(jī)房天面需具備空調(diào)室外機(jī)擺放，并具備安防、動(dòng)環(huán)監(jiān)控等安全系統(tǒng)。（3）網(wǎng)絡(luò)支撐：1）網(wǎng)絡(luò)：雖然未來(lái)通信設(shè)備的形態(tài)發(fā)生了變化，但網(wǎng)絡(luò)仍沿用現(xiàn)有層級(jí)架構(gòu)面向虛擬化網(wǎng)元和專用硬件設(shè)備的綜合承載，與現(xiàn)有通信局所的層級(jí)設(shè)置保持對(duì)應(yīng)關(guān)系。2）設(shè)備形態(tài)：采用白盒子和X86服務(wù)器替代傳統(tǒng)通信設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大量被虛擬化。3）承載用戶數(shù)：仍沿用現(xiàn)有分片區(qū)管理的方式，區(qū)縣單局點(diǎn)最大可管理20萬(wàn)用戶。

4 現(xiàn)有資源的應(yīng)對(duì)策略

針對(duì)現(xiàn)有資源存在的不足，運(yùn)營(yíng)商積極推動(dòng)具備條件的網(wǎng)絡(luò)機(jī)房向數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的方式改造，以滿足未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)的承載。

DC（數(shù)據(jù)中心）特指未來(lái)承載虛擬化網(wǎng)元和專用硬件設(shè)備的新型網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，是對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)稱。現(xiàn)階段運(yùn)營(yíng)商主要通過(guò)盤活現(xiàn)有資源，通過(guò)改造以滿足數(shù)據(jù)中心的要求。

4.1 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源應(yīng)對(duì)策略

（1）網(wǎng)絡(luò)層級(jí)與現(xiàn)網(wǎng)保持一致。5G網(wǎng)絡(luò)承載的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備發(fā)生變化，但大部分用戶分布還與現(xiàn)網(wǎng)基本一致，用戶和流量還是采用分片區(qū)處理的方式，結(jié)合現(xiàn)有資源情況，未來(lái)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)仍采用三級(jí)架構(gòu)組建：根據(jù)不同功能分為省級(jí)DC、地市級(jí)DC和區(qū)縣級(jí)DC三個(gè)層級(jí)，如圖2所示。（2）節(jié)點(diǎn)部署。數(shù)據(jù)中心的設(shè)置除了考慮機(jī)樓的產(chǎn)權(quán)屬性特點(diǎn)（自有自建）、所在地理位置（中心位置最佳）和機(jī)房自身物理?xiàng)l件等因素外，還是需考慮未來(lái)業(yè)務(wù)分布、二干節(jié)點(diǎn)部署和城域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)部署等。

省級(jí)DC：省級(jí)DC擔(dān)負(fù)全省業(yè)務(wù)管理的重任，在局點(diǎn)設(shè)置上要謹(jǐn)慎考慮。省級(jí)DC布局設(shè)置需充分考慮網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)備份和流量分擔(dān)等因素。地理位置應(yīng)避開(kāi)地震、洪水等易發(fā)的區(qū)域，而從網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)上應(yīng)考慮業(yè)務(wù)流量較集中的地市，避免大量電路迂回。每個(gè)省設(shè)置省級(jí)DC節(jié)點(diǎn)應(yīng)該在2個(gè)或以上，節(jié)點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

地市級(jí)DC：結(jié)合數(shù)據(jù)網(wǎng)、傳送網(wǎng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和機(jī)樓自身?xiàng)l件部署DC節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)網(wǎng)從網(wǎng)絡(luò)安全性考慮，地市級(jí)節(jié)點(diǎn)采用雙節(jié)點(diǎn)，省內(nèi)干線和本地網(wǎng)城域網(wǎng)根據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)，但部分偏遠(yuǎn)省份由于自身機(jī)樓條件的限制，少量地市現(xiàn)階段按單節(jié)點(diǎn)進(jìn)行部署，后期根據(jù)機(jī)樓的建設(shè)情況再考慮雙節(jié)點(diǎn)部署。

區(qū)縣級(jí)DC：運(yùn)營(yíng)商為了提升傳送網(wǎng)的承載能力，多年前按“統(tǒng)一ODN網(wǎng)格”進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)，區(qū)縣級(jí)DC的設(shè)置應(yīng)該參照OLT現(xiàn)網(wǎng)用戶數(shù)、未來(lái)5年ODN網(wǎng)格規(guī)劃、未來(lái)5年用戶發(fā)展規(guī)劃等數(shù)據(jù)。單個(gè)區(qū)縣級(jí)DC管理用戶數(shù)宜在20萬(wàn)以內(nèi)。

4.2 基礎(chǔ)設(shè)施資源應(yīng)對(duì)策略

從地理位置方面考慮，首選地震、洪水等自然災(zāi)害發(fā)生幾率低的地區(qū)（比如：不選取位于地質(zhì)斷裂層上的城市）；為了避免電路迂回，應(yīng)選取位于密集用戶區(qū)域中心位置的機(jī)樓。

從基礎(chǔ)設(shè)施自身考慮，使用年限長(zhǎng)的機(jī)樓從機(jī)房自身?xiàng)l件和配套都比較陳舊，改造代價(jià)大，建議選取使用年限短的機(jī)樓作為省級(jí)DC和地市級(jí)DC，充分利用現(xiàn)有資源，控制改造成本。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著5G網(wǎng)絡(luò)商用的臨近，運(yùn)營(yíng)商都在積極進(jìn)行部署，中國(guó)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完成了從2G到4G的演進(jìn)，現(xiàn)有資源都比較豐富，為了降低工程投資、縮短建設(shè)工期，應(yīng)充分利舊現(xiàn)有資源實(shí)施網(wǎng)絡(luò)部署是較優(yōu)選的方式。