基于IPRAN網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的5G回傳承載方案探討

安 偉，周 勇

(中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司東營市分公司云網(wǎng)運(yùn)營交付中心，山東 東營 257091)

0 引言

目前，在5G技術(shù)研究的不斷推進(jìn)過程中已出現(xiàn)多種不同的回傳承載方案，有各大運(yùn)營商提出的SPN方案、MOTN方案、IPRAN方案及IPRAN+PeOTN方案等[1-2]。不少國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，如3GPP、IEEE正加快研究速度，積極參與到與5G承載相關(guān)的工作之中。以IPRAN網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)為基礎(chǔ)，研究5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)回傳承載方案已經(jīng)成為當(dāng)今國內(nèi)外研究的熱點之一[3]。

1 目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

5G基站分布密集、容量較大、部署靈活，這要求承載網(wǎng)在使用過程中應(yīng)體現(xiàn)出靈活、高效、低成本、智能等優(yōu)勢。基于IPRAN網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的5G承載方案應(yīng)滿足以下條件[4-6]：

(1)具備清晰的架構(gòu)，用以降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，保證網(wǎng)絡(luò)靈活性，滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。

(2)具備穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，必要時進(jìn)行適當(dāng)?shù)募s，加大C-RAN的推動力度，并使其以能接入綜合業(yè)務(wù)為目標(biāo)，滿足基站接入的要求。

(3)具備智能化網(wǎng)絡(luò)，在業(yè)務(wù)數(shù)量較多時能夠快速對其進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，并能夠?qū)θW(wǎng)智能進(jìn)行編排調(diào)度。

(4)具備承載綜合多業(yè)務(wù)的能力，可以滿足5G業(yè)務(wù)承載與其他多業(yè)務(wù)綜合承載的需要。

基于IP/MPLS技術(shù)的IPRAN承載網(wǎng)絡(luò)在兼容性與開放性等方面有巨大優(yōu)勢，并可以滿足互聯(lián)網(wǎng)專線、移動承載等綜合多業(yè)務(wù)承載需求。基于IPRAN網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的5G承載方案保證現(xiàn)有的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不變，仍具備接入層、匯聚層、核心層三級基礎(chǔ)架構(gòu)。

2 回傳承載方案

5G網(wǎng)絡(luò)回轉(zhuǎn)承載方案包括兩大組成部分，分別是基礎(chǔ)承載方案和功能增強(qiáng)承載方案，前者5G承載網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)構(gòu)造，也是初始階段，在5G承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期極為重要。隨著技術(shù)的發(fā)展，功能增強(qiáng)承載方案的價值會逐漸凸顯出來。

2.1 基礎(chǔ)承載方案

基礎(chǔ)承載方案是指通過HoVPN方案完成承載工作，其中IGP協(xié)議需進(jìn)行層次化部署，ISIS協(xié)議需部署與核心匯聚層與接入層，在一個ISIS進(jìn)程中需部署核心層設(shè)備、RR/P設(shè)備與匯聚設(shè)備，在每一個接入環(huán)中均需部署一個ISIS進(jìn)程，確保接入環(huán)與核心匯聚層隔離開來。東西方向上，由LDP隧道承載eX2業(yè)務(wù)；南北方向上，使用LDP/RSVP-TE隧道承載SI業(yè)務(wù)。

2.2 功能增強(qiáng)承載方案

為能更好地保證智能運(yùn)營、滿足智能維護(hù)需要，并對網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行實時采集與分析，可將SDN、SR、EVPN、Flex-E等新技術(shù)引入功能增強(qiáng)承載方案中，具體情況如圖1所示。

圖1 功能增強(qiáng)演進(jìn)方案

與基礎(chǔ)的承載方案進(jìn)行對比，其差異在于使用EVPN L3VPN業(yè)務(wù)來代替HoVPN業(yè)務(wù)，在承載5G業(yè)務(wù)以及DCI業(yè)務(wù)時，可以使用EVPN L2VPN業(yè)務(wù)來代替VPWS/VPLS，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可借助Flex-E技術(shù)來實現(xiàn)，SDN技術(shù)可以借助網(wǎng)絡(luò)的智能運(yùn)維和管控來實現(xiàn)。

2.2.1 EVPN

EVPN全稱為(Ethernet VPN)，其出現(xiàn)的主要原因是為了滿足傳統(tǒng)L2VPN技術(shù)的需求，但傳統(tǒng)的L2VPN技術(shù)具有擴(kuò)展性差等致命缺陷，而且在運(yùn)行過程中，一旦出現(xiàn)MAC地址變化，則需要重新按照L2VPN的流程進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，除此之外，L2VPN對于PE設(shè)備的規(guī)格要求較高，需要大量的手工配置，而且網(wǎng)絡(luò)部署難度較大。

從業(yè)務(wù)層面上來對EVPN技術(shù)進(jìn)行區(qū)分，可以劃分為EVPN L2VPN、EVPN L3VPN等，具體應(yīng)用過程中，多選用EVPN L2VPN來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的L2VPN以達(dá)成目的，尤其是在VPLS專線期間點到多點的應(yīng)用中。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)切片與Flex-E

5G承載網(wǎng)作為一張基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，為了達(dá)成邏輯網(wǎng)絡(luò)，滿足不同應(yīng)用場景需求的目標(biāo)，多通過網(wǎng)絡(luò)切片的方式來實現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)切片在滿足以上問題的同時，對于寬帶業(yè)務(wù)、集客業(yè)務(wù)等差異化承載要求的實現(xiàn)也提供了思路。

就目前使用較多的切片方式來看，主要包括軟切片和硬切片兩種，前者依托于傳統(tǒng)的VPN、VLAN、DSCP等技術(shù)來實現(xiàn)，但僅適用于隔離度較低的業(yè)務(wù)層高，硬切片則適用于基于網(wǎng)元的切片和鏈路的L0/L1層通道化，可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)之間的物理隔離，隔離性能較好。值得注意的是，不同切片方式和隔離效果的有效組合，使得不同用戶的差異化服務(wù)需求能夠得到滿足，對于一網(wǎng)多用的實現(xiàn)具有推進(jìn)作用。

2.2.3 網(wǎng)絡(luò)開放與智能化

當(dāng)前5G承載面臨的挑戰(zhàn)有業(yè)務(wù)和架構(gòu)等多個方面，針對這些問題，應(yīng)當(dāng)在明確5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期的基礎(chǔ)上，通過快速布局改善來加快5G網(wǎng)絡(luò)的開放，順利實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型。同時，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中還要注意實現(xiàn)運(yùn)營互聯(lián)網(wǎng)化和智能化，通過引入SDN技術(shù)解決5G承載網(wǎng)絡(luò)面臨的數(shù)據(jù)庫龐大、調(diào)度難度高等問題，提升5G承載網(wǎng)絡(luò)的管理和運(yùn)維質(zhì)量。

基于SDN的管控系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能：

(1)全局管控，智能調(diào)優(yōu)：設(shè)計智能化的路徑計算，通過運(yùn)算找到最低延時的路徑，保證鏈路負(fù)載均衡，一方面將提升用戶的體驗，使得不同業(yè)務(wù)SLA需求得到滿足，另一方面也將整個網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用效率發(fā)揮至最高，避免鏈路異常負(fù)荷的情況發(fā)生。

(2)跨網(wǎng)協(xié)同，統(tǒng)一管控：跨越區(qū)域的合作是指跨越承載網(wǎng)治理區(qū)域范圍的協(xié)同工作，或者未來光網(wǎng)絡(luò)跨越區(qū)域的協(xié)同工作，其將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的人工跨區(qū)域協(xié)作變?yōu)闄C(jī)器與機(jī)器之間的協(xié)作，顯著提升了協(xié)作效率。統(tǒng)一管控整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)反應(yīng)速度大大提升，可以快速實現(xiàn)帶寬調(diào)整、故障恢復(fù)等。

3 結(jié)語

基于IPRAN網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方案在5G回傳承載方面具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢，可以實現(xiàn)在現(xiàn)有IP/MPLS技術(shù)上演變發(fā)展、持續(xù)增強(qiáng)，對于實現(xiàn)靈活、高效、可靠、智能的5G回傳承載網(wǎng)絡(luò)具有積極影響。