700 M 5G承載網絡全面覆蓋通信方案分析

張存喜,薛其林

(中國移動通信集團設計院有限公司山東分公司,山東 濟南 250001)

0 引言

5G時代的到來,為城鄉移動網絡建設創造了有利條件,大規模建設700 M5G承載網絡,有利于更好地滿足不同類型業務開展承載需求,持續推進700 M5G承載網絡全面覆蓋,提升城市移動城域傳送網功能性。如何有效建設700 M5G承載網絡,是目前相關人員需要重點考慮的問題。

1 目前5G承載網面臨的挑戰

增強型移動寬帶、大規模機器通信以及超高可靠低時延通信是目前5G時代主要應用場景,對5G承載網絡構建有著關鍵性作用。上述三大應用場景,對5G承載網絡需求各不相同,集中表現在設備連接數、網絡穩定性、時延等方面。目前5G承載網面臨的挑戰體現在以下幾個方面:

第一,核心網絡架構需要考慮多方面因素。5G時代需要根據不同類型應用場景來建設核心網絡,才能更好地滿足當下用戶的個性化需求,通過靈活運用網絡云化、轉發及控制分離等現代科技手段,實現核心網絡全面架構。其中網關下移、業務就近轉發及流量本地結算是架構核心網絡時要重點解決的問題[1]。

第二,基站架構協同性。5G時代,相關行業對無線基站密度要求更高,其中相鄰基站業務具備良好協同性非常必要,同時也是值得關注的關鍵要素,為實現相鄰基站移動轉化有效性,要改變基帶單元、射頻拉遠單元自有功能,才能滿足無線接入網要求。

核心網絡架構與基站架構演進,要求5G承載需要根據業務變動來不斷提升承載網連接能力,5G承載必須具備超強傳輸寬帶以及可滿足不同業務相互連通的時延需求。

2 700 M5G承載方案建設背景

2.1 700 M5G網絡定位簡析

700 M5G網絡定位主要表現在以下兩個方面:一是提升城市網絡覆蓋深度及農村網絡覆蓋廣度,相較于城市5G承載網絡構建,700 M在農村區域網絡建設中更為適用,在信號傳輸方面,700 M相較于高頻段,其傳輸范圍更廣,并可直接將信號傳輸進建筑內部。通過對現網已經建設的站址資源充分利用,實現5G廣覆蓋基礎網絡快速構建,便于統一規劃已構建網絡,達成700 M5G承載網絡建設一步到位,為城鄉均衡發展提供動力。在2.6 G配合前提下,全面提升700 M覆蓋廣度,并借助其低頻穿透性來達到將信號在整個室內進行覆蓋；二是注重客戶體驗性提升。針對智能交通、智慧城市、工業互聯垂直行業對700 M5G承載網絡特殊性要求,則需要進一步提升700 M,2.6 G,4.9 G三者之間協同性,通過協同組網來共同支撐5G全業務高效開展,其中IPv6,FlexE等功能實現需要5G承載網進行支撐,進而達到有效降低時延的效果,最大限度地提升700 M5G承載網絡安全性,為城鄉新型業務拓展提供基礎保障。

2.2 5G承載網絡建設現狀

本文選擇某地區移動網絡建設為例,經前期現場調研,得知該地分別存在10 G PTN,100 G PTN,SPN3種分組網絡。3種分組網絡運行及設備能力如表1所示。

表1 3種分組網絡運行及設備能力

2.3 700 M基站建設寬帶需求

目前現網GE端口能夠充分滿足700 M基站BBU上聯需求,在CRAN部署基礎上,為700 M基站建立一個可使用BBU端口,實現能夠從10GE接口接入,有利于規避接口二次改造問題,在一定程度上也能控制建設成本投入。700 M基站寬帶需求如表2所示。

表2 700 M基站寬帶需求

3 700 M5G承載方案具體實施

3.1 SPN方案全新構建

相較于城區700 M基站建設,使用SPN網絡可以承載對鄉鎮700 M基站進行建設,實現端到端L3VPN部署,SPN方案全新構建可用一張承載網,且結構足夠清晰化,為后期運營維護提供了極大地便利。由于鄉村區域各方面條件局限,SPN方案全新構建需要更長的建設周期,且前期建設成本消耗較高。為了確保700 M5G承載方案有效落實,應根據現階段移動網絡建設情況,了解匯聚層建設所需匯聚設備,以降低SPN方案投資成本為原則,控制整個700 M5G承載方案建設成本,充分滿足業務發展需求。

3.2 PTN方案升級與改造

據上述分組網絡運行及設備能力得知,目前10 G PTN網絡帶寬不支持且無法升級,且不能滿足700 M5G基站承載需求,基于此,下面將著重闡述PTN方案升級與改造:

第一,PTN方案升級。針對鄉鎮農村基站建設,可選擇100 G PTN網絡滿足承載需求,并利用配套軟件對其進行升級,便于更好地支持IPV6功能,將以L2+L3部署方式在700 M基站落實,其主要目的是規避投資風險。同時也要注重該方案潛在的建設缺點,因設備能力條件局限,只能單方面滿足 eMBB業務需求,隨著現代城市智慧化建設及其他垂直行業特殊應用需求變化,后期需要對其進行2B業務改造,擴容L3落地設備。

第二,在配套軟件支持下,可實現100 G PTN網絡設備對SR,IPV6等功能進行滿足,具體方案改造將重點考慮新增業務板卡以及對公共單盤支持FlexE更換,進一步提升700 M5G承載方案實效性,全方面支持SPN功能。可支持5G三大場景應用,是PTN方案改造后明顯優點,建設周期在一定程度上得到有效縮減,廣電方向無須再進行擴容,突顯5G核心網絡強大功能性。對現網業務影響較大,城鄉間700 M的Xn業務對接存在一定時延性,降低了700 M5G承載網絡運行效率,是PTN方案改造后明顯缺點[2]。

3.3 基于SPN互通方案

據前期所調研的信息得知,該地區移動網絡100 G PTN和SPN均由同一廠家負責建設,且由同一套網管系統進行支撐,通過將PTN設備、SPN設備互聯鏈路在骨干匯聚層增設,同時將L2/L3功能在骨干層 SPN 設備位置開啟,100 G PTN網絡負責接入700 M5G基站,通過PTN與SPN互聯鏈路,最后從SPN網絡對5G核心網進行接入。此建設方案投資風險小,有利于提升700 M基站建設速度,最大缺點是在升級700 M5G承載方案時,并不能完全對垂直行業、2B業務等各項需求進行滿足。

3.4 700 M5G承載網絡未來應用展望

雖然700 M在覆蓋范圍方面具有一定優勢,但跟3.5 G或者2.6 G等中頻相比,帶寬還是偏小。并且由于波長較大沒法應用Massive MIMO,在容量上是短板,除了要建設無線基站,還需建設承載與核心網等網元,其成本太高[3],解決承載網跟核心網間的建設問題才是關鍵,實現對公網和內網資源高速訪問,重點加強對5G+智能電網領域的深入探索,積極促進智能電網典型應用場景的研究與合作,從技術、商業、生態、政策等方面共同推動5G網絡與智能電網的深度融合,節約5G基站建設成本,實現5G應用場景進一步拓展。

4 結語

綜上所述,若想確保700 M5G承載方案建設實效性,在實際操作過程中,應對不同業務發展需求、網絡資源以及建設效益等方面因素綜合考慮,按照需求來進行區域劃分,統籌安排各項工作,為700 M5G承載網絡高質量建設提供強有力的支撐,最大限度地滿足城市移動承載網絡建設需要。