5G承載網絡技術方案基本成熟,規模組網麵臨挑戰

作者: 伊人影院科技集團 / 時間: 2019-06-05 16:45:39
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5G商用,承載先行。5G承載網絡是為5G無線接入網和核心網提供大帶寬、低時延和高可靠網絡連接的基礎網絡。2019年,我國三大運營商的5G網絡都已進入規模試商用前的關鍵階段,不僅在重點地市啟動5G基站大規模建設和展示各類新興業務應用,並且緊鑼密鼓地開展5G前傳和回傳設備以及IP承載相關設備的進網集采測試,重點驗證規模組網方案和跨域互通方案。

本文首先分析總結了我國運營商的5G承載網絡技術方案,然後結合5G核心網的數據中心化發展趨勢探討了5G承載網絡的規模組網方案,最後結合國內外標準化和產業化進展,提出需要從技術、標準和產業3個方麵鼎力支撐5G規模試商用的到來。

我國5G承載網絡技術方案已基本明確

2017-2018年,為更好適應5G和專線業務綜合承載需求,我國三大運營商紛紛開展了不同網絡技術方案的創新研究、標準化推進、實驗室評估和現網規模試點驗證工作。5G回傳網絡技術方案有基於PTN演進的切片分組網絡(SPN)、IPRAN增強、分組增強型OTN等不同技術路線,5G前傳網絡可有光纖直連、無源WDM、有源WDM或OTN、接入SPN、WDM PON等多種方案選擇。

進入2019年,我國5G網絡逐步進入試商用前的規模建設階段,運營商綜合分析技術、產業和成本現狀,關於前傳和回傳網絡技術方案的總體選擇和發展趨勢已基本明朗。

5G前傳網絡技術

5G無線接入網的部署模式有D-RAN和C-RAN兩種場景。D-RAN場景相對簡單,AAU和DU一般分別部署在塔上和塔下;C-RAN場景可分為小集中和大集中兩種模式,在5G建設初期,通常采用小集中模式。C-RAN場景的AAU拉遠距離一般在10km以內,通常不超過20km。前傳網是為基站的無線射頻單元(4G增強的RRU、5G的AAU)和基帶處理單元(4G的BBU、5G的DU和CU)之間提供光纖傳輸的網絡,主要實現CPRI和eCPRI信號傳輸。前傳網的關鍵要求是支持低時延(小於100us)、高精度時間同步(±130ns或±260ns)和低成本組網。近期4G和5G的前傳信號主要是25GE的eCPRI,以3個載頻的S111站型為例,每個基站需要傳輸3對25GE信號的收發,4G和5G基站共址則有6對25GE接口,共占用12根接入光纖。

5G前傳技術方案的選擇主要考慮光纖資源、建網綜合成本和網絡可維護性等因素。在接入光纖資源豐富的地區,5G前傳主要采用光纖直連;在光纖資源不足的地區,可采用低成本的無源WDM節省光纖;對於光纖資源緊缺且對網絡運維能力有要求的地區,可適當采用有源WDM/OTN來建設C-RAN的前傳網絡,要求BBU側設備具有同時接入3~10個AAU的容量,AAU側的室外前傳設備適合掛在鐵塔或燈杆上,支持上電後免配置自動開通,為節省光纖消耗和提升時間同步精度,應配置支持工業級溫度的25Gbit/s和100Gbit/s單纖雙向光模塊,基於L0或L1傳輸係統實現確定性低時延。

5G回傳網絡技術

5G回傳網是為廣泛分布的5G基站(g-NodeB、BBU或CU)和核心網元之間提供多點到點的雙向連接和帶寬匯聚的傳送網絡,在地域上覆蓋城域、省內幹線乃至大區範圍,核心需求是低時延(如eMBB在信令麵小於10ms,數據麵小於4ms)、中長距離(城域40km或80km、省內幹線或大區120~450km)、大帶寬(單路100Gbit/s、200Gbit/s或400Gbit/s)、高精度時間同步(±260ns)和低成本高效組網。

5G回傳網絡技術需滿足5個核心特征:一是支持靈活擴展、高速率、高可靠和大規模組網的L3VPN技術;二是支持網絡切片所需的邏輯隔離能力,對隔離性和安全性要求較強的業務場景或集團客戶,應支持硬隔離轉發能力;三是麵向uRLLC業務,支持確定性低時延和低抖動性能;四是支持高精度頻率和時間同步傳輸;五是支持網絡切片全生命周期管理和開放北向接口的管控係統。

綜合以上分析,我國三大運營商都已明確近期的5G回傳網絡技術路線選擇:中國移動的5G新建傳輸網絡將采用切片分組傳送(SPN)技術,對於現網具備PTN擴容或升級條件的地市,將采用PTN擴容或升級SPN技術方案;中國電信和中國聯通在城域主要采用現網IPRAN擴容或新建IPRAN增強SR和EVPN技術方案,在省內幹線主要采用IP承載網over WDM/OTN的聯合組網方案。三大運營商在網絡開放能力方麵都麵臨著加強網絡切片服務能力,開發智能化業務編排係統和管控係統的重要挑戰

差異化的網絡切片服務和管控能力是關鍵

5G承載網絡應具備多業務綜合承載能力,除了承載4G/5G無線基站業務,還可承載集客專線、家庭寬帶OLT回傳業務等,充分發揮綜合承載效能。因此,在一張承載網絡上,通過轉發平麵提供的網絡資源軟、硬管道隔離技術,結合上層智能化業務編排係統和管控一體化係統,實現對網絡切片的全生命周期服務能力,包括響應切片請求、進行資源編排、創建虛擬網絡、開展性能監測等流程,可為5G三大類業務場景、移動數據中心互聯、集團客戶專線、垂直行業專網以及家庭寬帶等業務提供所需SLA保障的差異化網絡切片服務能力。

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