5G网络对传统支撑网提出的挑战

曹原

【摘要】    文章通过对运营商支撑网（包括BOSS、CRM、能力开放平台、电子渠道、企业数据中心、管理信息系统）的现状和问题的分析，阐述5G浪潮推动下对传统支撑网的影响和挑战，提出支撑网的规划思路，为传统支撑网的建设发展提供参考。

【关键词】    5G    支撑网    物联网    流量    云存储

引言

相比于4G以人与人连接为主的网络，5G时代拓宽了网络的人与物、物与物互联，实现真正的万物互联，构建社会经济数字化转型的奠基石。ITU定义5G增强型移动宽带（eMMB）、大规模机器类通信（mMTC）、超高可靠低时延通信（uRLLC），三类业务场景在网络带宽、时延、连接数以及可靠性等方面要求各不相同。

近年来运营商以云计算、大数据技术的积极引入和推广运用为抓手，以第三代业务支撑系统、“4+1”网管应用架构、统一的管理信息系统架构等为演进方向，在IT基础设施的建设、平台资源的整合、数据的融合分析等方面取得较好发展。现有的IT支撑网已经实现了对业务运营、网络运维、客户服务、内部管理等全方位的支撑，并已开始逐步形成IT网络与业务统一的支撑体系。

一、运营商支撑网现状及存在问题

传统运营商IT系统实现了对客户服务、业务运营、网络运维、内部管理等全方位的支撑，包含BSS、MSS和OSS三大域：

（1）BSS域包含BOSS、CRM、BASS、BOMC、客服等系统，主要实现对业务、资费、营销的管理，以及对客户的管理和服务的过程。（2）MSS域包含统一信息平台、ERP、EAM、物流信息等系统，为公司内部人员管理、物资管理等方面提供支撑和服务。（3）OSS域包含话务网管、数据网管、传输网管、拨测等系统，为公司各类网络、系统、平台的软硬件维护提供支撑。

BOSS：采用了代码全部重构，进行系统各层云化建设采用读写分离、分布式缓存、分布式存储等技术对核心数据库瘦身，从边缘到核心逐步替换。业务能力满足6060万2/3/4G用户、1183万家宽、3122万物联网用户的35亿笔/日清单量（其中流量清单量27亿笔/日）。

能力开放平台：业务支撑能力开放平台主要提供认证能力、订购能力、查询能力。系统注册超过60个能力使用者，74个应用，每天调用量在1.7亿次左右，峰值单日调用超过2.6亿次。

电子渠道：目前运营商电渠客户数、人均业务开通数、人均服务次数增长迅猛，电渠主入口已经形成规模效应。

企业数据中心：运营商构建以“和洞察”为品牌的对外数据服务窗口，以计算能力X86化、“平台灵活构建，应用与数据解耦，提升运营效率”为目标，支撑 “一体两翼”大数据战略。升级五大能力，主要包括：持续X86化改造、容器化能力、多租户能力、集群双活能力、实时资产处理能力五个方面。目前，企业数据中心共建有数据标签1600个，数据存储量约24PB，接入各类接口约1134个，发布数据资产表821个。

管理信息系统：在服务共享平台的基础，进一步打通省和集团公司统一供应链、ES系统的接口，提升省内的接口复用率。以统一云平台、数据库、流程引擎、中间件和UI “五个统一”为抓手，推进管信系统云化改造从IaaS层向PaaS层深化，制定管信统一开发规范，搭建管信统一开发组件库，提升标准化快速开发能力。探索互联网环境OA发展趋势，对标互联网平台，挖掘、分析管信大数据价值，提升效率

网管支撑系统：按照采集层、共享层、应用层的三层架构进行建设;按照 “4+1”网管架构要求，应用层进行“五大管理域”的建设和优化，目前应用层“五大管理域”共包含24个子系统152个功能模块。

DCN網络：已形成纵向分层横向分域的三层多域的网络架构，承载全省业务支撑、管理信息、网管等大量系统之间数据传送。

目前IT系统在基础设施及资源、应用系统架构、数据能力服务、核心能力掌控等层面还存在问题，业务云资源池、支撑云资源池物理及逻辑上均独立部署，跨域资源调度能力不足。

二、5G的带来的变革

2.1 5G三大特征

极高的速率：现在的4G网络速度已经算快的了，那么5G网路速度一定更加惊人， 5G上行速率的峰值可以达到每秒10G比特，下行速率的峰值可以达到每秒20G比特。相比较于4G每秒1G比特的下行速率，5G是的速率是4G的20倍。

极大容量，超高密度：万物相连，海量的机器通信产生大量的超高密度的网络连接需求，对网络的容量提出很高的要求。从连接密度角度考虑，5G的标准是实现每平方公里100万台设备的网络链接。在这样的密度下，每一个细微的物体都可以通过5G网络连接起来。

极低时延，高可靠：未来网络在工业控制和人工智能等物联网领域的应用，越来越智能化、智慧化，需要生厂设具备灵活、可移动和多用途适用的特性，对网络在生产生活方面的时延和可靠性提出了更高的要求。5G网络能够实现上下行速率不超过0.5毫秒的基站与终端间的用户面时延，同时用户面时延1ms内，一次传送 32字节包的可靠性为99.999%。

2.2 5G应用场景

随着5G网络技术的成熟，5G将在VR/AR、车联网、智慧城市、智慧电网、远程医疗等场景得以商用，并推动物联网领域的发展和进步。物联网的发展，必将产生更多需求纷杂的应用场景，垂直定制化的的网络理念必将使得越来越多的数据需要被存储和管理。网络运营和维护的难度也在增加。支撑网作为支撑运营商管理客户信息、网络运营维护的重要手段，5G网络互联网业务的普及，客户服务的质量和响应速度也必须跟得上5G网络发展的步伐，5G的来临对支撑网承载力提出了更高的需求。

三、支撑网建设思路

应对未来5G发展对网络的要求，支撑网以高性能可扩展、标准化能力开放为目标，持续优化系统架构，促进数据及能力开放;推广应用系统PaaS服务模式，打造通用的软件组件库，提升软件资产复用水平;基于能力开放平台统一标准访问接口，实现上层软件能力输出基于标准开放的数据服务，提升数据资产变现能力。

业务支撑系统：BOSS系统通过业务功能解耦与聚合实现中心化与能力对外开放，重点构建数字化大计费能力、大集团海量数据处理能力等，应对5G网络万物互联的应用场景下数据爆发式的增长，支撑物联网和5G的大发展;CRM系统重点提升云化部署能力和开发运维效率、实现系统的中心化、服务化以及容器化，提升系统可配置化能力，建设标准化服务组建管理平台，实现基于新架构的高效运维，提升5G网络下物联网支撑能力，实现对外能力开放;能力开放平台实现能力标准化、规范化、可复用等要求，提升物联网、大数据能力开放，提高能力端到端接口质量和服务标准，为5G网络提供可定制化端到端的“专用”网络建设好基础资源;企业数据中心重点推进应用服务Docker化，PaaS层多租户化，应用实时化，运维自动化以及人工智能技术，面向5G垂直行业下用户场景需求提供数据服务;

网管支撑系统：持续推进五大管理域建设和优化，逐步统一数据库、中间件层选型;推动网管Devops模式转型部署，促进网络大数据分析处理的能力内化，引导研发力量参与配合网络维护线条转型，降低运维成本;持续提升VoLTE、家宽等监测端到端的分析能力，提升面向四轮驱动业务的跨系统整合能力。快速满足5G场景下多样化的用户需求，构建新的网管系统，能够实时监控5G网络切片状态，并自动协同。既能够在纵向上监控和接通物理资源层、网络层、业务层;也能够在横向上跨RAN、传输、核心网、APP等不同领域监控和协同。

管理信息系统：推广开源数据库产品应用，推进分布式存储建设，加快管理信息系统架构轻量化、组件化、松耦合改造，降低管信系统建设和维护成本;探索管信PaaS层服务能力的提升途径，同时逐步推广Docker技术和微服务的运用，提高资源使用灵活性和利用率，逐渐部署引入NFV（网络功能虚拟化）和SDN（软件定义网络）等新技术，推进基础资源云化，为5G网络实现基础资源进行统一管理和切分提供基础条件。

四、结束语

5G时代开创一个新的通信纪元，从以网络为中心演变成以业务为中心从人与人互联演变为以人和物、物和物互联。面对5G不同应用场景，充分利用现有网络资源和成熟产业链，按需引入50G/100G/200G高速端口、高精度时间同步、SR+EVPN等技术，实现4G向5G演进，以满足eMMB、mMTC、uRLLC等应用场景下的业务需求。

应对未来5G时代的海量连接、数据大爆发以及多样化业务场景对网络的灵活高效的运维需求，需要引入新的运营维护系统，支持网络的快速部署，实现高效运维运营。支撑网作为运营商进行客户信息管理和服务、业务资费营销管理，管理内部人员和物资，为网络运维的平台、系统提供支撑的重要手段。也面临着5G带来的巨大挑战，例如支撑网业务的数据量的突飞猛增，BOSS的用户日清单量、线计费消息量、账务服务吞吐量等都会有量级的增长，网络对能力开放平台认证能力、订购能力、查询能力使用调用量也会更加频繁。在互联网化的大背景下，客户更加偏好通过电子渠道方便、快捷地获取服务，物联网、智能网的用户也会遍地开花。

而企业数据中心也将为5G物联网环境多样化的垂直行业提供端到端的数据服务。5G的商用和部署对支撑网的整体性能有更高的要求，通过引进新的技术，推进基础资源云化，应用服务Docker化，软件服务平台化，运维智能化;保证支撐网的灵活、轻便，与时俱进，直面5G带来的机遇和挑战。

综上所述，5G网络开启多样化业务应用场景和万物互联的多用户模式，数据将呈现指数型型的增长，对支撑网的运行和承载能力提出了前所未有的挑战，需要优化网络结构，引入SDN/NFV等新技术，扩大支撑网建设规模，提高网络负载能力和健壮性。

参  考  文  献

[1] 欧栓.论述5G无线通信场景需求与技术演进[J].中国新通信，2017，19（9）：4-5.

[2]袁弋非，王欣晖，赵孝武.5G部署场景和潜在技术研究[J].移动通信，2017，41（6）：39-45.

[3]中国移动江苏公司2018-2020年网络发展滚动规划;