面向5G的傳送網(wǎng)新架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)探討

文先剛，杜清軍

（中通服咨詢設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610036）

1 5G通信與面向5G的傳送網(wǎng)

1.1 5G通信的發(fā)展現(xiàn)狀

5G通信技術(shù)被認(rèn)為是新一代的移動通信技術(shù)的主體，是第五代移動通信技術(shù)的簡稱。現(xiàn)代生活中，人們對移動通信技術(shù)的依賴度越來越高。特別是隨著大量新型智能移動端的廣泛應(yīng)用，人們對移動通信的數(shù)據(jù)傳輸速率等提出了新要求。目前，我國采用的4G移動通信技術(shù)可提供給人們75 Mb/s數(shù)據(jù)傳輸速率峰值，但已逐漸無法滿足人們的需求。因此，需要推動5G通信技術(shù)的發(fā)展。

經(jīng)過多年發(fā)展，5G通信技術(shù)的核心技術(shù)的研究工作已經(jīng)基本完成，關(guān)鍵技術(shù)的研究也取得了較大突破。5G通信可提供給人們最高峰值達(dá)10 Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。目前，已經(jīng)有部分地區(qū)開展了5G移動通信的商業(yè)試用。5G移動通信距離正式商用越來越近。5G通信技術(shù)發(fā)展的過程中，5G傳送網(wǎng)的建設(shè)也受到了人們的重點關(guān)注。

1.2 5G傳送網(wǎng)在新時代中的作用

傳送網(wǎng)是指為各類業(yè)務(wù)網(wǎng)提供業(yè)務(wù)信息傳送手段的基礎(chǔ)設(shè)施。現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中，通常需要應(yīng)用大量的數(shù)據(jù)交換機和數(shù)據(jù)終端等業(yè)務(wù)節(jié)點。業(yè)務(wù)節(jié)點在工作過程中，需要實現(xiàn)與其他節(jié)點的信息傳輸，同時也需要進(jìn)行必要的帶寬調(diào)度管理等工作。傳送網(wǎng)的產(chǎn)生就是為了滿足通信網(wǎng)絡(luò)在該方面的需求。目前，傳送網(wǎng)的發(fā)展已比較完善，其基本構(gòu)成包括傳輸介質(zhì)、復(fù)用體質(zhì)及管理維護機制等。

5G通信的應(yīng)用規(guī)劃中，其應(yīng)用領(lǐng)域并不僅限于向智能移動端提供移動數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)。未來城市中，物聯(lián)網(wǎng)等智能工作系統(tǒng)的應(yīng)用會越來越廣泛。因此，5G通信需要實現(xiàn)在城市智能服務(wù)系統(tǒng)中的有效應(yīng)用。應(yīng)用于城市智能服務(wù)系統(tǒng)的過程中，需要5G通信能滿足眾多節(jié)點之間的有效信息傳輸，并能提供穩(wěn)定的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。為滿足5G通信在該方面的應(yīng)用需求，需要建設(shè)面向5G的傳送網(wǎng)。因此，5G傳送網(wǎng)在未來生活中將發(fā)揮重要作用。

2 5G傳送網(wǎng)功能需求分析

2.1 5G傳送網(wǎng)在寬帶與容量方面的需求

近年來，隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾室苍诓粩嘣龃蟆Ｍ瑫r，5G通信需要在眾多新興行業(yè)中取得廣泛應(yīng)用，更加需要高速的數(shù)據(jù)通信支持。因此，5G傳送網(wǎng)的首要需求主要集中在寬帶和容量方面，具體表現(xiàn)如下。

（1）更高的帶寬，以滿足高速數(shù)據(jù)通信的需求。與傳統(tǒng)移動通信技術(shù)相比，5G通信技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸速率方面有了質(zhì)的飛躍。現(xiàn)有的傳送網(wǎng)在帶寬方面已無法滿足5G通信的技術(shù)要求。因此，面向5G的傳送網(wǎng)需要更高的帶寬。

（2）具有能夠容納海量數(shù)據(jù)的容量。信息化時代中，最明顯的特征就是數(shù)據(jù)信息量的爆炸式增長。傳統(tǒng)傳送網(wǎng)具有比較大的容量，可滿足傳送網(wǎng)正常工作的需求。但隨著5G通信技術(shù)的應(yīng)用，傳送網(wǎng)需要儲存和處理的信息量會進(jìn)一步提高。因此，面向5G的傳送網(wǎng)還需要進(jìn)一步擴大自身的信息容量，以滿足人們的使用要求。

2.2 5G傳送網(wǎng)在技術(shù)方面的需求

除了帶寬和容量方面的需求外，5G傳送網(wǎng)還在技術(shù)方面提出了更高要求。

首先，5G傳送網(wǎng)需要具有比較好的時延性。5G通信技術(shù)要實現(xiàn)在城市智能服務(wù)系統(tǒng)中的有效應(yīng)用，需要實現(xiàn)各項信息的及時傳輸和處理。因此，5G傳送網(wǎng)要在現(xiàn)有傳送網(wǎng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳送過程中需要花費的時間[1]。

其次，5G傳送網(wǎng)需要實現(xiàn)靈活性的應(yīng)用。目前，5G通信技術(shù)的具體應(yīng)用還在進(jìn)一步的研究中。如果5G傳送網(wǎng)在應(yīng)用靈活性方面存在比較大的缺陷，會導(dǎo)致其在很多領(lǐng)域內(nèi)無法進(jìn)一步應(yīng)用。此外，未來行業(yè)對信息傳輸和處理的要求會更高。5G傳送網(wǎng)只有提高自身的靈活性，才能得到比較好的應(yīng)用效果。

最后，5G傳送網(wǎng)需要具有比較高的智能性。智能化發(fā)展是未來時代發(fā)展的趨勢。5G傳送網(wǎng)中，會應(yīng)用到大量的新型設(shè)備。如果5G傳送網(wǎng)不具備智能化工作的能力，將無法滿足這些設(shè)備的使用需求。

3 面向5G的傳送網(wǎng)新技術(shù)架構(gòu)

3.1 SPN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點分析

SPN網(wǎng)絡(luò)，即加密虛擬網(wǎng)絡(luò)，是一種面向業(yè)務(wù)的內(nèi)網(wǎng)安全解決方案。該網(wǎng)絡(luò)的首次提出是在2008年。經(jīng)過多年的發(fā)展和調(diào)試，SPN網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸趨于完善。該網(wǎng)絡(luò)可幫助企業(yè)構(gòu)架業(yè)務(wù)等級保護模型，實現(xiàn)業(yè)務(wù)物理或邏輯區(qū)域隔離的建立。通過分析企業(yè)的需求引入相關(guān)系統(tǒng)，最終建成符合企業(yè)業(yè)務(wù)流程的安全體系[2]。

SPN網(wǎng)絡(luò)最大的技術(shù)特點是具有良好的連接性。5G傳送網(wǎng)中，連接性是一項非常重要的技術(shù)指標(biāo)。信息數(shù)據(jù)的傳遞要保持自身的時效性，需要5G傳送網(wǎng)能夠提供穩(wěn)定有效的連接。因此，SPN網(wǎng)絡(luò)的引入對5G傳送網(wǎng)的新技術(shù)構(gòu)架會有很好的幫助。

3.2 SPN網(wǎng)絡(luò)在5G傳送網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)中的應(yīng)用價值

目前，SPN網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在5G傳送網(wǎng)技術(shù)構(gòu)架中得到了一定應(yīng)用，其應(yīng)用價值主要表現(xiàn)如下。

（1）降低了5G傳送網(wǎng)的時延性。通過應(yīng)用SPN網(wǎng)絡(luò)，可形成物理層面的設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)時延。5G傳送網(wǎng)中，設(shè)備處理的時延一直是困擾其應(yīng)用和發(fā)展的一大問題。因此，需采用SPN網(wǎng)絡(luò)，再結(jié)合大速率的接口組網(wǎng)等，可很好地解決該方面的問題。

（2）5G傳送網(wǎng)中，要實現(xiàn)低時延，需要設(shè)備等具有非常高的時間同步性。為了解決這方面的問題，可以引入SPN網(wǎng)絡(luò)。SPN網(wǎng)絡(luò)擁有比較好的時間同步效果，可實現(xiàn)設(shè)備±5 ns的設(shè)備時延精度，對于5G傳送網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)優(yōu)化和建設(shè)有著重要意義[3]。

4 5G傳送網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究

4.1 大寬帶技術(shù)的研究和發(fā)展

為了滿足5G傳送網(wǎng)對帶寬的要求，需要推動大寬帶技術(shù)的研究和應(yīng)用。根據(jù)現(xiàn)有資料分析，5G傳送網(wǎng)的核心環(huán)帶寬要求需要達(dá)到110 G，接入環(huán)的帶寬要求則需要達(dá)到25 G。根據(jù)這一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，本文建議在5G傳送網(wǎng)建設(shè)的過程中，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用光纖作為信息傳輸通道，并采用光纖直驅(qū)的方案進(jìn)行承載。如果當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況無法滿足要求，則應(yīng)當(dāng)采用前傳SPN彩光方案進(jìn)行承載。同時考慮到5G傳送網(wǎng)在端口等方面的需求，本文建議接口采用灰光接口方案，中傳、回傳等則采用同一張網(wǎng)統(tǒng)一承載的方法。為了實現(xiàn)上述技術(shù)方案，在通道選擇上應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇FlexE通道，以實現(xiàn)端到端網(wǎng)絡(luò)硬切片的技術(shù)支持。

4.2 統(tǒng)一管控技術(shù)的研究和發(fā)展

統(tǒng)一管控技術(shù)是5G傳送網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的另一項關(guān)鍵技術(shù)。5G傳送網(wǎng)應(yīng)用到的設(shè)備比較復(fù)雜，如果不能實現(xiàn)有效管理，則無法充分發(fā)揮其工作性能。因此，5G傳送網(wǎng)需要建設(shè)統(tǒng)一管控的技術(shù)平臺。統(tǒng)一管控技術(shù)平臺的建立不僅能夠強化設(shè)備、技術(shù)的管理，而且能夠節(jié)約一定資源，提高5G傳送網(wǎng)設(shè)備的工作效率。考慮到實際工作需求，統(tǒng)一管控技術(shù)平臺需要具有良好的兼容性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對底層的直接控制。

5 結(jié) 論

5G傳送網(wǎng)的建設(shè)對未來經(jīng)濟社會的發(fā)展有著重要影響。為了推動5G傳送網(wǎng)的發(fā)展，本文分析了5G通信技術(shù)的現(xiàn)狀，研究了5G傳送網(wǎng)的功能需求等。基于此，結(jié)合SPN網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點，對5G傳送網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)的優(yōu)化方法進(jìn)行了探討。同時，本文結(jié)合現(xiàn)有資料，對5G傳送網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究發(fā)展進(jìn)行了分析。