5G承載網的關鍵技術及其組網方案分析

白林 張繼云 陳繼昌

華信咨詢設計研究院有限公司 浙江杭州 310014

隨著移動通信的不斷普及，在互聯網技術也有了新發展，并且在各個領域當中也有所應用。我國的網絡運營商也因此發現了新的商機，但同時也給5G承載網提出了巨大的障礙。從具體實例出發，討論5G 承載網接入環若干關鍵保護技術，幫助運營商維護人員不斷提高維護技能。

1 5G承載網的優勢

5G移動承載除了傳統的數據業務，語音業務外，還引入了2B的專線業務、2H的FWA（Fixed Wireless Access）業務、2C的VR/AR業務，未來將引入更多的垂直行業。不同的業務在時延，帶寬，可靠性等方面需求迥異。①5G沉浸式的360°全景VR體驗、無處不在的視頻直播和分享、隨時隨地的云接入等應用提供支持，要求5G承載網具備大帶寬、低時延特性，才能有效解決超高清尤其是8K及以上視頻內容的傳輸以及VR頭顯時間延遲的技術問題。②車聯網、工業控制等垂直行業的應用，要求5G承載具備超低時延和高可靠等處理能力，要求具備實時感知網絡狀態，確保網絡SLA指標。③以傳感和數據采集為目標的物聯網，例如智能水表、電表等應用，數據傳輸量小，對網絡等待時間的要求不高；但對于類似穿戴血壓計、心跳計等5G醫療低時延就會是相當重要的特性[1]。針對無人駕駛、智能電網、工業控制、遠程醫療等場景，網絡連接的中斷、SLA的劣化，都可能會導致車毀人亡、供電中斷、醫療事故等嚴重后果。因此，如何提供業務差異化的SLA保證能力、支持業務SLA的E2E測量和快速感知、業務故障的快速感知和快速自愈等，是5G承載網運維前所未有的挑戰與必須攻破的難題。

2 關于5G承載網的關鍵技術及其組網方案的分析

2.1 端與端智能控制技術

鑒于5G承載網低時延、高精度、穩定、靈活的特點，在實際應用過程中，5G承載網必須承載巨大的數據連接。為此，它必須克服傳輸級和回程級之間的端到端連接問題。其存在的 IP+ 光異構網絡協同需求，對于5G 網絡的整體運行帶來了極大的挑戰，要想實現對端與端的智能控制管理，就需要應用 SDN 技術，“所謂SDN技術實際上是一種軟件集中控制、網絡開放的三層體系架構，其最主要的特征就是數據轉發和控制分離，兼具網絡虛擬化和開放接口等特征。”SDN技術能夠對網絡運行進行整體管控，針對5G網絡的運行情況進行實時監測，并做出優化保障，從而讓用戶擁有更加良好的使用體驗，另外在保障高效便捷、安全穩定的基礎上，SDN 技術還能實現跨網協同管理，即達到機與機之間實行數據互換，從整體上提升整體管理的質量和效率[2]。

2.2 全雙工技術

根據通信技術的要求，相同的頻率和時間可以保證通信傳播得更快。就目前的技術而言，無線通信網絡架構在終端的對接和傳輸會給全雙工技術帶來很大的干擾問題。最近幾年的網絡通信工作，經常會發生因技術問題產生的信號干擾，無法有效的達到網絡傳輸的要求，并且在雙向傳輸上針對不同的頻率和時間，無法完成有效的融合沒有明確的時間和空間界定。就以全雙工技術的理論知識來說，所需要配置的網絡資源也有許多問題，就比如存在浪費情況，據不完全統計這種浪費問題會嚴重的影響到整個網絡資源。當推行全雙工通信技術之后，他說實現的覆蓋范圍能夠進一步擴大，但這也對技術人員提出了更高的要求，將MIMO技術進行融合，才能夠減少網絡當中存在的信號干擾問題，使得網絡資源分配更加合理，并且在局部的穩定性更強以及更加精準的分析。

2.3 SR技術

為了實現5G網絡的低時延，在實際運營過程中也可以應用SR技術。所謂的SR技術，即一種源路由技術，可以從復雜性上簡化5G網絡中各種信息之間所需的信令協議，這樣可以更好地維護網絡安全，建立跨域隧道，實現業務保護。SR技術具備極強的編程能力，可以整體上調節和維護流量工程信息，減少時延、跳數等情況發生，同時還可以進行路徑優化，減輕網絡信息的負載量。另一方面，SR技術避開了傳統跨域技術所存在的需要借助于BGP通告遠端綁定的公網標簽，使跨域隧道的建立變得更加靈活，從而可以幫助信息數據尋找到最優出口，解決流量過多無法均衡的問題。

2.4 Telemetry技術

網絡遙測技術Telemetry是一項遠程的從網絡設備上高速采集數據的技術。設備通過推模式（Push Mode）周期性的主動向采集器上送設備的狀態（如光模塊質量）和性能數據，提供了更實時、更高速的數據采集功能，非常適合IFIT檢測數據的采集。Telemetry基于YANG（Yet Another Next Generation）模型組織采集數據。YANG是一種數據建模語言，可以作為各種傳輸協議操作的配置數據模型、狀態數據模型、遠程調用模型和通知機制等。YANG數據模型定位為一個面向機器的模型接口，明確定義數據結構及其約束，可以更靈活、更完整地進行數據描述。業界主流設備北向接口正逐漸采用YANG數據描述規范，因此Telemetry支持向第三方數據分析處理公司開放API，方便設備與第三方對接。IFIT還需要設備支持高精度的采樣周期、上送通道帶寬小的北向協議Telemetry，才能在5G移動承載網中提供大量的基于業務流級，實時、高精度、準確反饋客戶實際流量的性能檢測，從而提升5G時延、丟包率敏感類業務的用戶體驗[3]。

3 結語

對于5G 承載網的維護，既要懂得數通知識，如路由交換等，又要懂得 OTN，要知其然，知其所以然。因此，在5G 網絡技術發展的過程中，需要找出發展過程中存在的差距與不足，加快并加深對5G 網絡技術的研究及與相關產業的融合。使大數據、人工智能和智能制造等新興產業與5G 網絡技術實現全面結合，縮小我國在科技發展過程中與發達國家之間的差距。