面向5G通信網(wǎng)絡(luò)承載方案的探討

宋化軍，劉欣賀，李樹平，馬寶華

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司黑龍江分公司，哈爾濱 150000）

1 引言

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國的蓬勃發(fā)展，信息通信技術(shù)已經(jīng)逐步成為人們?cè)谌粘９ぷ魃钪斜夭豢缮俚囊粋€(gè)重要部分。移動(dòng)通信具備著應(yīng)用范圍廣泛，接入便捷等優(yōu)勢(shì)性特點(diǎn)，徹底打破了人們?cè)械臏贤ń涣鞣绞剑貙捔巳藗儨贤ǖ那馈Ｄ壳埃?G在我國已經(jīng)獲得了十分廣泛的應(yīng)用，隨之而來的，5G通信技術(shù)的研發(fā)也已經(jīng)步入了正軌。一般來說，5G通信以下面幾個(gè)方面作為技術(shù)發(fā)展過程中的基本要求，并始終以發(fā)展最節(jié)能、應(yīng)用廣泛的通信技術(shù)為宗旨。其一，引用新型無線傳輸技術(shù)可以大幅度提升資源的利用率。其二，引入更具靈活性、智能性的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和組網(wǎng)技術(shù)，可以有效提升系統(tǒng)整體的吞吐效率。其三，可以挖掘更多的頻率資源，拓展無線移動(dòng)通信的頻率資源。

2 當(dāng)前無線接入網(wǎng)的發(fā)展情況

就我國當(dāng)前通信運(yùn)營商發(fā)展的具體形式來看，在企業(yè)獲取利潤的過程當(dāng)中，無線接入網(wǎng)是一個(gè)必不可少的關(guān)鍵部分，不斷地強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平可以有效促進(jìn)用戶數(shù)量的提升。分析傳統(tǒng)的無線接入網(wǎng)，我們可以發(fā)現(xiàn)其具備以下幾點(diǎn)特征：其一，每一個(gè)基站都可以以十字口的形式實(shí)現(xiàn)與其他扇區(qū)天線治療的連接，從而確保天線覆蓋面積能夠滿足具體的使用需求。其二，系統(tǒng)容量的變化會(huì)對(duì)于基站的使用情況帶來影響，每一個(gè)基站都是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，這就導(dǎo)致頻譜效率的增加難度明顯提升。其三，不同設(shè)備廠家基站都是有針對(duì)性的依據(jù)平臺(tái)的需求進(jìn)行研發(fā)的，由于調(diào)度過程當(dāng)中的靈活性難以達(dá)到要求，在運(yùn)營過程當(dāng)中，往往需要消耗較多的資金成本。其四，為確保基站運(yùn)行的平穩(wěn)可靠，就必須確保周邊環(huán)境的穩(wěn)定性，必要時(shí)還需要配備制冷系統(tǒng)。總體來看，傳統(tǒng)架構(gòu)的無線接入網(wǎng)面臨著成本低、性能差、環(huán)保性能較弱等多重挑戰(zhàn)，因而，在具體接入時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮到不同的接入網(wǎng)方案。

3 C-RAN系統(tǒng)的承載方案分析

C-RAN架構(gòu)主要采用的是分布式的天線系統(tǒng)，通過將集中式基帶池安置于中心機(jī)房當(dāng)中，利用光纖骨干網(wǎng)，調(diào)整地理位置。目前常見的C-RAN承載方案主要包括以下三種。

3.1 光纖直連方案

光纖直連方案，簡單來說就是指基站RRU通過獨(dú)立的光纖直接與集中BBU處理進(jìn)行連接。這一方案最大的優(yōu)勢(shì)性就在于可以無需依賴承載設(shè)備，但這一方案同樣也存在著一定的弊端，其中光纖消耗嚴(yán)重就是一項(xiàng)嚴(yán)重的問題。除此之外，這一方案僅僅適用于5～10個(gè)節(jié)點(diǎn)BBU小集中，因而無法充分滿足密集小區(qū)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)的無線接入管理要求。

3.2 RRU彩光無源WDM方案

此類方案，顧名思義，就是采用彩光作為信號(hào)載波進(jìn)行傳輸，充分利用無緣波分技術(shù)來實(shí)現(xiàn)RRU和BBU的連接，該一方式與光纖直連方案相比，突出的優(yōu)勢(shì)就在于：因?yàn)槭菍⒉使庾鳛樾盘?hào)的承載，因而利用彩光合成器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同的RRU信號(hào)采光的針對(duì)性分配，在此基礎(chǔ)之上接入BBU，即可有效節(jié)約光纖消耗。反之，這方案也存在著一定的缺陷，舉例來說，承載網(wǎng)長期無監(jiān)控管理、無保護(hù)，因而在進(jìn)行長距離組網(wǎng)時(shí)不宜于采取此類方案。另外，對(duì)彩光傳輸?shù)墓饽K對(duì)于光的快速轉(zhuǎn)換提出了較高的要求，這就在程度上增加了成本的支出。一般來說，BBU小集中場(chǎng)景可以得到實(shí)現(xiàn)，但大規(guī)模的BBU云池則難以形成。

3.3 傳統(tǒng)波分方案

傳統(tǒng)的波分方案可以在同一根光纖上，實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的傳送，而每路信號(hào)又都由特定波長的光來實(shí)現(xiàn)傳送。與光纖直連方案相比，此類方案所消耗的光纖資源得到了明顯的降低，更支持環(huán)網(wǎng)保護(hù)和時(shí)延對(duì)稱補(bǔ)償，總體來看，此類方案的實(shí)用性更強(qiáng)。這類方案的缺陷就在于：要求網(wǎng)絡(luò)的傳輸末端必須是有源設(shè)備，為此還要構(gòu)建起相應(yīng)的機(jī)房，這就對(duì)于周邊環(huán)境和耗能提出了較高的要求，另外，此類方案的成本支出同樣較高，與客戶的預(yù)算價(jià)格存在較大的落差，因而目前仍然難以實(shí)現(xiàn)大面積的推廣應(yīng)用。

由此可見，C-RAN構(gòu)架想要得到有效的應(yīng)用，就必須實(shí)現(xiàn)BBU-RRU之間高速無線信號(hào)的高帶寬、低延遲、高可靠性、低成本傳輸。

4 結(jié)束語

綜上所述，在5G通信網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展的大背景下，NFGI網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的出現(xiàn)有效解決了C-RAN架構(gòu)中資源不足的難題，并充分實(shí)現(xiàn)了前傳網(wǎng)絡(luò)和后傳網(wǎng)絡(luò)的分別管理，促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)的扁平化發(fā)展。然而隨著無線技術(shù)的不斷提升，城市智能環(huán)境水平也也得到了有效的拓展，移動(dòng)帶寬的發(fā)展需求日益凸顯。5G通信技術(shù)的發(fā)展與利用，在為用戶提供更為精準(zhǔn)需求的同時(shí)，也更能滿足單位面積的通信。在未來的發(fā)展過程中，相關(guān)的科研人員應(yīng)當(dāng)充分考慮到不同網(wǎng)絡(luò)的接入水平，并在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和無縫通信，從而為用戶構(gòu)建起一個(gè)更為便捷、更具實(shí)用性的未來網(wǎng)絡(luò)。另外，在下一代承載網(wǎng)研究的過程當(dāng)中，仍然需要對(duì)于承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)改變過程中所涉及的一些關(guān)鍵因素進(jìn)行探討，5G通信網(wǎng)絡(luò)承載方案的完善仍然需要持續(xù)進(jìn)行。