5G替代綜合布線解決方案研究

李 峰，桑立華，王 波，鐘志剛（.中訊郵電咨詢設計院有限公司，北京 00048；.中國聯合網絡通信集團有限公司，北京 00033）

0 前言

2020年，5G網絡開始進入大規模部署階段。與原有3G/4G 系統相比，5G 在帶寬、速率、時延等方面，都有了相當大的提升，因此，在冬奧會期間，不僅要實現5G 網絡自身的技術特點，更要體現其技術亮點，為實現科技奧運、綠色奧運提供強有力的支撐。其中使用5G無線網絡替代場館內綜合布線網絡，減少場館線纜布放，解決場館部分區域線纜資源有限或布線困難等問題，是北京2022 冬奧會的一項重要技術創新課題。本文主要從5G 替代綜合布線需求出發，為5G 替代綜合布線提供建議。

1 5G替代綜合布線需求分析

根據北京2022 冬奧會合作協議，綜合布線服務對象主要包括北京冬奧組委、國際奧委會、國際殘奧委會、各國家地區奧委會/殘奧委會、國際體育單項組織、主轉播商和持權轉播商、注冊媒體等，主要承載的通信服務包括固定電話服務、互聯網接入服務、媒體+服務、Wi-Fi服務、點對點專線服務、光纖租用等內容。

綜合布線既要考慮到信息資源的物理隔離及資源共享，更要注意信息的保護和隔離，系統要針對不同的應用和不同的通信環境，要采取不同的措施和線纜選型，因此使用5G 網絡替代綜合布線時，需依據使用場景和技術實現難度，明確場館內的綜合布線替代需求，并進行需求分析。

1.1 互聯網上網需求

互聯網上網需求是指為場館內奧組委工作人員、媒體工作人員、運動員等用戶群體提供訪問普通互聯網、無障礙互聯網服務需求，需提供認證和權限管理功能，并實現局域網文件服務器和打印機共享。

帶寬需求：保證媒體單用戶最低20M 上行帶寬、其他人員（運動員、技術官員、工作人員、贊助商等）單用戶最低2M上行帶寬。

1.2 媒體虛擬專用局域網需求

媒體虛擬專用局域網需求是指為各家媒體提供賽時照片即拍即傳和文件回傳至主媒體中心的服務。無需互聯網出口，但需提供VLAN 功能及用戶設備MAC 地址管理功能，并實現本場館與本場館，以及本場館與其他場館同VLAN設備之間的三層互通。

帶寬需求：為每家新聞社提供1G保障帶寬。

2 原有解決方案

在場館內，通過有線接入或Wi-Fi接入方式，采用不同的認證方式為不同用戶群體提供互聯網上網服務和媒體用戶虛擬專用局域網服務。場館互聯網業務及媒體虛擬專用網組網圖如圖1所示。

場館內用戶根據業務不同采用不同認證方式。

a）互聯網上網業務：采用Portal認證方式，用戶首次登錄在Portal 認證頁面輸入奧組委統一發放的“賬號+密碼”，認證通過后即可訪問互聯網上網業務，再次接入時無感知自動認證，即無需再次輸入“賬號+密碼”進行認證。

圖1 場館互聯網業務及媒體虛擬專用網組網圖

b）媒體虛擬專用局域網業務：采用MAC 地址認證方式，各家媒體對需使用該業務的終端的MAC地址進行注冊，認證管理系統自動識別終端MAC 地址，如MAC 地址認證通過即為該終端提供媒體虛擬專用局域網服務；如MAC地址認證未通過，不提供該項服務，終端自動進入互聯網上網認證通道。

3 5G替代綜合布線技術實現方案

用5G 替代綜合布線方案，使場館內用戶通過5G網絡，經CPE AR 設備訪問互聯網，并提供鑒權認證和管理功能。5G 替代綜合布線實現原理和組網如圖2所示。

a）AP 通過有線連接CPE（AR 系列），CPE 通過空口接入5G基站。

b）在OTN 里建立5G 專用邊緣節點，在核心網設置奧運5G 專用行業網關AR，并與奧運數據網5G 專用邊緣節點，通過專線互聯。

c）5G CPE（AR 系列）與5G 專用邊緣節點間建立GRE 隧道，無線AP 或交換機的流量封裝VLAN 及MAC，轉發到CPE后通過L2 VPN/L3 VPN承載到5G專用節點，在數據網內執行相應的流量轉發策略。支持多VLAN和有線接入方式（如接入AP）。

d）采用與數據網統一認證流程（MAC 或Portal 認證），認證流經過核心網后，通過專線至冬奧數據專網認證管理區，實現認證管理。

（a）5G 場館互聯網業務流。根據Portal 認證結果將流量重定向到對應防火墻，并訪問A/B網。

（b）5G 場館媒體虛擬專用網業務流。認證通過后，根據授權VLAN 轉到各媒體內部的DHCP server，并獲取IP 地址，業務流通過5G 專用邊緣節點，經過核心節點至MPC邊緣節點，實現和MPC的互通。

e）上行流量采用5G 的方案，需要單獨做5G 容量和覆蓋規劃。

f）通過5G回傳，同一場館內的不同房間內的終端流量互訪需要繞行5G 核心網，經過的網元數量較多，時延增加約40 ms。

4 結束語

5G 替代綜合布線需選定應用場景，在需求范圍內進行5G 精準建設和無線優化。因整體方案實現需經過的網元較多，時延較傳統布線增加約40 ms，對于有低時延要求的應用場景難以滿足，如需保障帶寬恒定，可考慮引入毫米波設備、網絡切片等技術。故5G替代綜合布線，不適合在冬奧區域大規模部署，可針對場館部分區域和場景進行替代。

圖2 5G替代綜合布線實現原理及組網圖