5G傳送網的網絡演進方案

于東玉

（吉林吉大通信設計院股份有限公司，吉林 長春 130012）

0 引 言

通信網絡自誕生以來，對人們的生活、工作以及出行等產生了巨大影響。人們對信息交流便利的需求，加快了網絡通信的發展進程。5G作為當下最熱門的科學技術，各國都想占得5G領域的高地。隨著我國經濟實力的增長，我國對通信網絡的科研愈發重視。如今，以華為和中興為代表的高新技術公司成為5G技術的領頭羊，并取得了卓越成就。

1 5G發展與愿景

作為最新一代的蜂窩移動通信技術，5G移動通信技術逐步發展并被廣泛應用，促使5G通信時代和全面信息化時代的到來。伴隨著無線網絡的接入與應用，它支持下的BBU池組化得以實現，同時推動著5G的發展。此技術模式不僅可在移動網絡建設與發展中實現基帶資源的整合運用，而且可大幅提升頻率資源利用率，從而實現網絡容量增加與擴展。此外，BBU池組化的基帶池架構可在進行網絡架構設計和組建過程中，充分利用網絡寬度中相對處于靈活狀態的BBU和RRU通信接口，滿足無線信號傳輸的穩定性、低誤碼以及低延遲的需求，以達到更高品質的網絡服務質量與效果。

5G構想誕生以來，許多國家都投入了大量人力和財力進行研發。我國也很重視5G的研發，并制訂了相關政策。目前，我國已經在廣州、上海以及北京等城市部署了約100個5G基站[1]。未來，5G將會融入社會的各行各業，如汽車領域的無人駕駛、醫學領域的遠程手術、3D打印以及機器人等，將會推動數字經濟、管理模式以及資源配置的變革。中國信息研究所預估我國在2020—2025年間，數字經濟會增長15.2萬億元。到2025年，5G將會推動新興業務消費超過8萬億元，并帶來300萬個就業機會。可見，5G的發展前景超乎想象[2]。

2 5G技術存在的優勢

2.1 5G容量的提升

從容量方面來講，單位面積上5G比4G的移動數據流量增長了1 000倍。

2.2 5G傳輸速率的提升

從傳輸速率方面來講，單個用戶的數據提升了10～100倍，傳輸速率峰值可以達到10 Gb/s，是4G網絡速率的100倍。這樣的傳輸速度下，可以做到幾秒內下載完成一部電影。

2.3 5G延時的縮短和可接入設備的提升

4G網絡的延時大多處于20～40 ms，5G的延時相較于4G縮短了5倍左右，可接入的聯網設備數量增加了10～100倍，節省了大量資源，降低了能耗，并且提高了可靠性[3]。

3 傳送網結構及優勢

3.1 傳送網的功能和組成

作為一種網絡，傳送網的功能是完成不同地點間信息的轉移和傳遞，并在同一時間完成故障的自動切換保護、帶寬調整以及管控等管理維護功能。傳送網由參考點、拓撲元件、傳送實體以及傳送處理功能組成。

3.2 傳送網的發展

20世紀90年代開始，SDH設備被傳送網應用，使得傳送網的組網和保護功能被充分利用。SDG技術在傳送網中占據主導地位。WDM設備的出現擴展了光領域，利用光纖通信的波分特性，提高了傳送網的容量。目前，WDM的快速發展成為傳送網實現大容量的主要手段[4]。WDG系統主要用于點和點間的長途運輸，其聯網是在SDH電層上完成的。

3.3 傳送網的概述

通信網的主要功能是通信，包括建立通信連接和管理連接過程。通信網的兩大功能是指完成任意兩點間信息轉移的傳送功能，實現各種輔助服務操作維護的控制功能。從信息傳遞的邏輯功能角度看，傳送網是指在不同地點完成各點間的信息轉移和傳遞功能的網絡[5]。

4 5G對傳送網的要求

4.1 低時延要求

時延是指信息從一端傳送到另一端需要的時間。時延低對應的是傳送速度快，5G要求時延在1 ms以內[6]。物聯網和互聯網是5G技術最重要的應用領域，而這兩大領域對于信息時延的要求較高。因此，5G技術要想獲得普及，必須滿足其低時延的功能需求。

想要達到低時延，需解決一些內部時延問題，其中光纖傳輸道路對時延的影響最大，所以需要縮短光纖輸送的距離。未來的無人駕駛汽車、公共安全以及遠程手術等，都對時延有較高要求。低時延作為5G傳輸的重要指標，一定要有技術方面的關鍵突破。

4.2 高靈活性要求

5G網絡與4G網絡相比，具有更豐富的服務類型和應用場景，相應的服務寬帶需更加靈活與及時，故傳送網絡需具備靈活特性，以實現帶寬的動態化分配。

圖1 5G演進方案

5G不論是在基站的架設過程中，還是應用場景和資源分配方面，都面臨著基站鋪設密集、應用場景復雜多變以及CU和DU等資源分配不均勻等問題。為解決這些問題，對5G提出了高靈活性要求，保證基站在信息傳送時結合數個基站能夠在不同應用場景中快速切換，從而合理調控資源。5G的演進方案如圖1所示。

4.3 帶寬要求

5G作為具有超快傳輸速率的新一代通信網絡，必要擁有與之匹配的帶寬，以滿足日漸增長的信息傳輸速率要求。因此，5G傳送網必然要有大帶寬與大容量的功能。

4.4 可靠性要求

5G網絡應用的范圍會越來越廣。未來的無人駕駛、遠程控制以及機器人等高新技術產業都需要一個可靠的運行環境[7]。

4.5 大容量要求

作為傳送網的指標之一，大容量符合傳送網的發展趨勢。5G背景下，傳送量很重要。隨著5G相關技術的快速創新，傳送網容量會越來越大，最終達到5G網絡要求的容量標準。

5 傳送網演進方案

5.1 網絡結構的優化

科技迅速發展的影響下，網絡結構也在迅速進化，由最初的層次化演變為現在的扁平化。隨著5G時代的到來，原有網絡架構并不適用于當下，可以以現有架構為基礎，對其進行優化與提升，使其能夠滿足當下網絡傳輸發展需求。

分組傳送網（Packet Transport Network，PTN）的發展趨向扁平化，對通信公司起到了積極影響。扁平化可以降低通信公司的運行成本，減少光纖的使用。網絡優化對扁平化的快速更新很有幫助，并能減少物資的使用。建設傳送網時，不是同一公司生產的設備可能會產生數據誤差，導致建設不能順利完成或完成后產生故障。所以，選擇傳輸設備時應該盡量選擇同一公司產品，保證傳輸設備能夠順利建成，從而減少通信公司的財務損失[8]。

5.2 城域網PTN的優化

差分服務機制（QoS）是PTN技術的一項機制，可以監控整體流量。差分服務機制和PTN技術的配合，可以營造一個很好的環境，避免資源浪費。老式PTN技術已經不能產生很好的使用效果，因此需要更新舊設備，有效結合新舊裝置，充分利用設備的功能。在此基礎上，具體分析節點數據，對新舊裝置進行科學合理的性能升級，徹底優化城域網PTN，從而為傳送網的發展奠定基礎。

5.3 傳送網相關技術的優化

5G對傳送網的穩定性和靈活性等指標有更高的要求，為適應5G網絡的發展要求，需要優化和改進傳送網的傳輸技術。優化和改進過程要從最初的設計和建造開始，融入LETF方法，這對傳送網設備的穩定運行起著至關重要的作用[9]。

6 結 論

5G時代對于通信行業而言，可謂通信技術發展歷程的里程碑，也是社會經濟良好持續發展的必經階段。為促使5G傳送網絡平穩落地，應嚴格把控設計、建設、運營以及維護等各個環節，推動5G建設，同時針對傳統網絡結構進行適應性調整與優化，以期為人們提供便利而快捷的生活，從而促進我國的經濟發展。