OTN在5G传输网中的应用分析

刘仕俊　陈家义

摘 要：信息化时代背景下，第五代移动通信技术（5G）的出现，促进了信息传输效率和传输质量的提高，在很多领域都得到了有效应用。在对5G技术进行推广和普及的过程中，5G传输网承载方案是确保技术发展的核心所在，文章从5G和OTN的概念出发，对OTN在5G传输网中的应用进行了分析，希望能为5G技术的发展提供参考和借鉴。

关键词：OTN;5G传输网;应用

0  引言

伴随着5G技术的发展和普及，越来越多的行业开始进入5G领域，带动了5G业务规模的扩大，想要满足5G业务的发展需求，为用户提供低时延、大带宽的通信服务，可以将OTN技术引入5G传输网。在推动5G业务实施、完善5G传输网络的过程中，应该加强对OTN承载的研究。

1 5G与OTN

5G指第五代移动通信技术，具备更高的数据传输速率，而且其响应时间更短（低于1 ms）。同时，5G网络的容量极其巨大，可以提供千亿设备的连接，能够有效满足物联网的通信需求，不管是流量密度还是连接密度都大幅提升，具备更高的系统协同化和智能化水平[1]。

OTN光传送网是一种特殊的网络类型，能够在光域内完成业务信号的传送、复用、路由选择和监控工作，可以有效地保证业务信号的生存型及性能指标。OTN通过在WDM光网络中移植SDH相关理念和技术的方式，对WDM在实际应用中存在的维护管理和性能监控缺陷进行了弥补，支撑用户信号的透明传送及高带宽复用交换，开销支持能力强大。OTN具备几个显著优势：一是OTN在结构上拥有ITU-TG.709的帧结构，可以有效地支持多种客户信号映射及透明传输，包括以太网、ATM、SDH等;二是OTN利用光通路数据单元对电层带宽颗粒进行定义，在面对高带宽数据客户业务时，不管是适配还是传送的效率都可以得到明显提升;三是OTN能够提供和SDH相似的开销管理能力，其在光通路层的OTN帧结构可以实现OCh层的监视和管理功能。

2 5G传输网的承载需求

2.1  关键需求

5G传输网在运行中，从保障自身业务稳定可靠运行的角度，需要满足几个关键需求，一是大带宽，在增强型移动带宽对流量需求加大的情况下，5G传输网必须具备更大的带宽才能满足实际运行需求;二是灵活性，在核心网云化的背景下，业务流向呈现不明确性的特征，5G网络可以运用SR隧道技术保证连接的灵活性;三是多样化，5G网络本身对网络带宽和时延等方面的需求存在很大区别，其业务所具备的多样化特征，要求网络必须能够实现端到端分片功能[2]。

2.2  应用场景

5G相关应用场景：一是热点高流量，围绕一些人流密集区域提供服务，如商业区域、学校等;二是无缝广覆盖，强调能够完成全区域的基本覆盖，以保证数据传输的有效性;三是可靠低时延，主要是为了满足一些特殊的业务应用需求，如自动驾驶、远程医疗等;四是连接低功耗，在降低网络运行功耗的同时，可以实现良好的连接，为物联网、智能家居等提供可靠支撑。

2.3  承载需求

不同建设阶段，5G网络有着不同的承载需求，建设初期，5G传输网对带宽和时延并没有非常严格的要求，增强型移动带宽业务及终端成熟度较高，可以率先应用到商业模式中;建设中期，5G对时延的要求开始变得严苛，不过超低时延以及超高可靠性的应用依然处于探索阶段，预计2022年之后，才会逐步成熟;建设远期，在实现上述目标的前提下，进一步“大连接”，降低成本和功耗。

5G核心网采用的服务架构是SBA，在针对服务功能进行设计的过程中，需要将服务化接口设置到控制面板的相关功能模块中，满足用户对网络功能的灵活定制需求。核心网可以实现CU分离，做好控制面的集中控制，从而实现用户面分布式部署以及高效转发的目标。在核心网中，网元之间及附近有关网元间接口的主要承載方式包括传输网、数据网和IP专网等，5G和无线基站的承载方式为省内传输网和IP专网，其内容包括：（1）N1接口，即终端与控制面接口，以省内传输网实现省内段承载，IP专用网实现省际段承载; （2）N2接口，即5G基站和控制面接口，考虑到AMF集中化场景与NR跨省部署的关联性，可以利用省内传输网实现省内段承载，IP专用网实现省际段承载;（3）N3接口，即基站和用户面接口，可以结合4G网络中的S1-U接口分析，本地传输网是其主要承载方式。

3  面向5G传输网的OTN承载思路

3.1  优化组网架构

结合5G网络的架构分析，其逻辑分为3层，分别是接入云、控制云和转发云，接入云可以为灵活无线组网以及多场景部署提供支撑，确保资源接入的协调性和有效性，也能够完成资源的承载分离;控制云具备智能开发的特征，能够借助集中化网络控制以及网元功能虚拟化的方式，达到理想的效果;转发云支持近基站转发，可以保持良好的业务能力。对5G传输网的逻辑架构进行分析，其在业务承载方面，具备三级结构，一是AAU，可以实现有源天线处理;二是DU，可以确保物理层功能的顺利实现，满足网络传输对实时性的要求;三是CU，可以将无线高层协议栈的功能发挥出来，为核心网业务下沉提供可靠支撑[3]。

3.2  明确承载技术

3.2.1  前传技术

在借助OTN实现5G业务传输的过程中，需要在AAU和DU之间实现前传。在当前的技术条件下，一般选择C-RAN结构，运用裸光纤完成设备之间的连接，对数据信息进行传输，这种方式很容易导致光纤资源浪费的情况。在5G传输网建设初期，每个5G基站至少需要配备3根双向单纤，随着业务规模的持续扩大，光纤资源的需求量也在不断提升，而且因为4G与5G共站现象的存在，还需要对4G尾纤进行配置，业务传输的成本较高。以WDM技术为支撑，能够借助无源合分波器，在一堆光纤中，实现多路波长复用，节约光纤资源的同时，也不需要额外设置电源，降低成本费用。需要注意的是，采用该技术必须配备相应的彩光接口，借助无线设备保障接口通信，故障定位的难度较大，如果设置智能管理装置，则会导致管理成本的增大，也可能影响传输网运行的稳定性和可靠性。借助有源OTN组网，需要对城域OTN/WDM进行优化部署，OTN保证了组网方式的灵活性，网络的运行和维护成本能够大大降低。从业务的规模角度出发，可以选择不同的组网方式，在保证大带宽的同时，可以获得较高的单通道速率，最大可以达到200 G。不管是采用4G通信还是5G通信的方式进行前传，都可以采用有源OTN策略，建立的5G网络能够支持多种业务，切实保障网络传输的可靠性。不过从目前来看，OTN建设的成本相对较高，需要技术人员加大研发力度，在推动工艺技术成熟的同时，通过引入插拔光模块等策略，降低成本。

3.2.2  中传技术

中传技术主要满足DU和CU间的数据传输需求，技术人员必须明确不同站点的不同分布单元容量，确保传送站点波长速率能够与容量匹配。借助E-OTN功能，可以实现对单元站点的集中布置，通过资源汇聚完成信息的转发工作。在分布式站点中，应该确保各单元信息的收敛性，实现信息的可靠传送。当单元业务量相对较小时，可以配备光数字单元保证速率的灵活性。在对5G传输网进行建设的过程中，OTN技术的应用能够提高网络容量，减少资源损耗，保证良好的传输效率，配合时钟优化策略，能够针对相位和频率进行调整，量误差控制在1T以内，从而很好地满足5G业务传送的需求。

3.2.3  回传技术

在借助OTN技术进行网络回传设计的过程中，应该采用分组增强方案，借助无线接入网IP化技术，建立起OTN+IP RAN网络架构，保证网络传输的可靠性和灵活性。OTN技术的应用，可以实现DC高速互联，加速带宽资源池建设，也可以依照DC间流量完成带宽调配。技术人员应该对照业务需求，做好IP配置，合理利用MPLS-TP光通路数据单元中的ODUk通道，满足网络对带宽和时延的要求。借助智能平面，可以实现端到端的业务部署，也能够强化资源计算和动态调节，实现备用路径的计算和分配，为用户提供更加优质的业务体验。

4  结语

总而言之，在5G传输网建设中，OTN发挥着重要作用，应该得到技术人员的重视，加强对OTN技术的开发和应用，推动5G技术的持续优化和完善，实现SDN和ASON的智能化发展，提升系统的灵活性，拓展系统容量，推动智能光网络的跨越式发展。

[参考文献]

[1]陆震，隋建凯.适应5G的传输网技术分析[J].中国设备工程，2021（7）：95-96.

[2]王林.面向5G的OTN干线传送网建设方案[J].通信世界，2021（6）：46-49.

[3]王毅，李勤，丁毅.浅谈5G通信传输网络的建设策略[J].长江信息通信，2021（3）：213-215.

（编辑 王雪芬）

OTN application analysis in 5G transmission network

Liu Shijun， Chen Jiayi

（Beihai Vocational College， Beihai 536000， China）

Abstract：Under the background of information era， the emergence of the fifth generation mobile communication technology（5G）has promoted the improvement of information transmission efficiency and transmission quality， and has been effectively applied in many fields. 5G transmission network carrying scheme is the core to ensure the development of technology in the process of popularizing and popularizing 5G technology. Starting from the concepts of 5G and OTN， this paper analyzes the application of OTN in 5G transmission networks. Hope to provide reference and reference for the development of 5G technology.

Key words：OTN; 5G transmission network; application

作者簡介：刘仕俊（1992— ），男，广西北海人，助理讲师，本科;研究方向：通信与信息系统。