5G承載網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)及建網(wǎng)方案探討

呂景松

【摘要】? ? 本文從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，5G業(yè)務(wù)需求以及演進(jìn)能力等方面介紹了5G承載網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)，并對5G承載網(wǎng)建網(wǎng)方案進(jìn)行進(jìn)一步探討，為5G承載網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與建設(shè)提供建議。

【關(guān)鍵詞】? ? 5G承載網(wǎng)? ? 網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)

引言：

5G網(wǎng)絡(luò)支持的增強(qiáng)移動寬帶（eMBB）、高可靠低延時(shí)通信（uRLLC）以及海量機(jī)器類通信（mMTC）三大業(yè)務(wù)場景，為未來各種高帶寬、低時(shí)延業(yè)務(wù)提供承載連接。eMBB業(yè)務(wù)需要承載網(wǎng)提供更大是帶寬，uRLLC業(yè)務(wù)對承載網(wǎng)時(shí)延提出極大挑戰(zhàn)[1]。

未來，5G承載網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、靈活連接、帶寬、時(shí)延、同步等方面的需求均有巨大變化[2]。本文重點(diǎn)分析5G承載網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)，并對5G承載網(wǎng)建網(wǎng)方案進(jìn)行進(jìn)一步探討，針對不同需求提出適合的5G承載網(wǎng)建網(wǎng)方案，為5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供參考。

一、5G承載網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)

1.1 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演變

在5G前傳網(wǎng)中，從原有的BBU和RRU兩級架構(gòu)，演進(jìn)到CU＼DU＼AAU的三級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)需求，CU與DU可采用合設(shè)或分離形式。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求和部署要求的不同，5G RAN三級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在實(shí)際部署中采用多種形態(tài)及場景。5G核心網(wǎng)將根據(jù)應(yīng)用場景需求部署在不同位置。其中，控制面可以采用集中部署方式（大區(qū)集中或省集中），用戶面則根據(jù)需要采用集中或者分布式靈活部署。5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演變對匯聚機(jī)房、管道、光纜、分纖點(diǎn)等資源構(gòu)成挑戰(zhàn)。

1.2 5G業(yè)務(wù)指標(biāo)的影響

5G業(yè)務(wù)流向多樣化要求網(wǎng)絡(luò)連接更加靈活。eMBB業(yè)務(wù)對單站帶寬的提升要求，需要5G承載網(wǎng)提供更大管道，接入層需要大于25GE的單站接入，匯聚層需要100GE。uRLLC業(yè)務(wù)1ms的超低時(shí)延要求，需要通過架構(gòu)優(yōu)化、5G核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)下沉、MEC下沉均需要靈活連接，需要城域網(wǎng)的L3功能下沉，應(yīng)對流量靈活調(diào)度要求。5G網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)復(fù)雜化需要高效智能運(yùn)維，需要引入SDN以實(shí)現(xiàn)控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離，提升網(wǎng)絡(luò)集中控制能力，提升5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維能力。

1.3現(xiàn)網(wǎng)大部分設(shè)備不具備演進(jìn)能力

核心匯聚層：以10GE線路帶寬為主，不支持100GE及以上接口速率占比大;匯聚層設(shè)備利用率較高，后續(xù)擴(kuò)容改造工作存在較大困難;現(xiàn)網(wǎng)沒有FlexE接口，不具備SR、IPv6功能。接入層GE環(huán)網(wǎng)帶寬無法滿足5G業(yè)務(wù)需求，帶寬升級難度高;接入層大部分設(shè)備老舊，無法演進(jìn)升級支持SR、IPv6等功能。現(xiàn)網(wǎng)PTN老舊設(shè)備多，5G演進(jìn)能力不足，需要進(jìn)行大量設(shè)備替換。

1.4 5G業(yè)務(wù)部署對4G現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)影響大

4G業(yè)務(wù)采用L2+L3方式，5G業(yè)務(wù)采用HoVPN到邊緣部署，現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備需要配置IGP協(xié)議、IP地址以及部署SCN通道，不同業(yè)務(wù)的開通以及維護(hù)對運(yùn)維工作提出的要求非常高。核心匯聚層具備升級能力的設(shè)備需要更換線卡以支持FlexE，設(shè)備升級會影響現(xiàn)網(wǎng)4G業(yè)務(wù)運(yùn)行;同時(shí)，5G承載網(wǎng)需要引入IGP以及SR動態(tài)協(xié)議，動態(tài)改造的業(yè)務(wù)部署對現(xiàn)網(wǎng)挑戰(zhàn)巨大。

二、5G承載網(wǎng)建網(wǎng)方案探討

表1為5G承載網(wǎng)現(xiàn)網(wǎng)演進(jìn)與新建SPN平臺方案對比。

2.1現(xiàn)網(wǎng)演進(jìn)建議

初期：小規(guī)模部署。前期主要關(guān)注eMBB業(yè)務(wù)，核心匯聚按需求升級至100GE，5G基站接入環(huán)升級到100GE，4G與5G承載共網(wǎng)。為避免對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的影響，業(yè)務(wù)開通需要在夜間進(jìn)行。

發(fā)展期：規(guī)模部署。eMBB業(yè)務(wù)為主，為uRLLC業(yè)務(wù)部署打基礎(chǔ)。核心匯聚按需升級100GE， 5G基站接入環(huán)升級到100GE，同時(shí)為FlexE部署做準(zhǔn)備。

成熟期：全網(wǎng)覆蓋，新業(yè)務(wù)拓展。

全面部署5G業(yè)務(wù)，全網(wǎng)升級100GE，打造大帶寬低時(shí)延靈活連接的5G承載網(wǎng)。

現(xiàn)網(wǎng)演進(jìn)對業(yè)務(wù)影響極大，5G建設(shè)全周期內(nèi)要不斷的對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整，周期長且復(fù)雜，隱性成本巨大。

2.2 5G承載SPN新平面建設(shè)建議

初期：資源儲備階段，小規(guī)模試點(diǎn)。重點(diǎn)梳理現(xiàn)網(wǎng)機(jī)房、電、光纜等基礎(chǔ)資源情況，儲備好SPN新平面的基礎(chǔ)資源。通過現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)測試，提前了解SPN技術(shù)及方案明確目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在規(guī)劃、運(yùn)維等方面做好知識儲備。

中期：規(guī)模建設(shè)階段。重點(diǎn)建設(shè)完善的SPN新平面的核心匯聚層，確保具備未來5年的業(yè)務(wù)承載能力。接入層依據(jù)基站業(yè)務(wù)的需求進(jìn)行建設(shè)，可以依據(jù)基站的規(guī)劃并適度超前來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。接入層依據(jù)50GE/100GE的價(jià)格情況，選擇性價(jià)比最高的速率來組網(wǎng)，設(shè)備選型應(yīng)具備100GE能力。

末期：業(yè)務(wù)成熟部署期。在一二階段基礎(chǔ)上繼續(xù)發(fā)展，核心匯聚層帶寬逐步升級至400GE，接入層全面升級至100GE，利用網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)之間的隔離，逐步引入AI，實(shí)現(xiàn)意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)的智能化程度。

三、結(jié)束語

本文分析了5G承載網(wǎng)面臨的種種挑戰(zhàn)，對比了5G承載網(wǎng)現(xiàn)網(wǎng)演進(jìn)與新建SPN平臺方案，為5G承載網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與建設(shè)提供建議。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] URLLC低時(shí)延的技術(shù)研究及業(yè)務(wù)應(yīng)用. 董帝烺，許國平，林斌.移動通信. 2020（04）

[2]羅成，程思遠(yuǎn)，江巧捷，謝維信，張欽宇.5G承載關(guān)鍵技術(shù)與規(guī)劃設(shè)計(jì) . 2019