5G 通信技术承载网构建分析

杨彬

（中通服中睿科技有限公司，广东 广州 510630）

0 引言

对于5G 通信技术而言，其具有大容量、高效率及低时延的特点，在其应用后不仅可以增加在人们生活方面的帮助，更可以增加在人们工作环节的便利性，5G通信技术的承载网在建设期间需提高对各环节问题的分析，通过了解在建设环节存在的不足才能让相关人员积极地进行技术革新，从而给到网络发展一定的支持，并达到提高移动通信用户满意度的目的。

1 5G 通信技术对承载网提出的要求

1.1 低时延性

在5G 通信技术应用过程中能够与物联网相互对接，对时延性方面提出了较高的要求，并可以实现S1接口的延时。

1.2 大宽带

通过网络宽带需求方面的增加，大宽带呈现出指数的增长状态，使得通信单基站能够将带宽延伸到Gbit/s 的数量级。

1.3 高精度的时间同步

运用基站与多输入多输出（multipleˉinput multipleˉ output, MIMO）技术的联合数据发送方式，提高超高精度的同步技术应用效率，最终达到高精度时间同步的目的。

1.4 网络切片化

根据广东省当地的场景需求进行分析，运用多功能的资源分片以及功能裁剪方式，让系统可以与对应的业务相互对接控制业务的运维流程，这样则可按需完成业务场景的适配操作形成严谨的网络架构，如此则可保证5G 多样化的需求能够得到满足，其中网络切片管理功能如图1 所示。

图1 网络切片管理功能

1.5 NFV 控制架构及SDN 控制架构

通过5G 通信技术的应用让其网络能力得以强化，运用开放式的方法保证完成的运营模式能够被顺利应用拓展盈利空间，从而依靠网络功能虚拟化（network function virtualization, NFV） 及软件定义网（software defined network, SDN）控制架构满足承载网的运维需求，如图2 所示。

图2 NFV 控制架构及SDN 控制架构

1.6 网络承载前移

结合现有前端传网要求进行分析，根据5G 内的单扇区状态及时与通用公共无线接口（common public radio interface, CPRI）接口进行对接，让接口的带宽能够提高到160 倍。而其中的频谱带宽可以提高到10倍。由此方式确保天线数能够提高到16 倍。同时若5G 时延处于下降的状态，直到其达到了100US 以下就可以选用CPRI 接口的操作方式创建出对应的承载预案。

2 5G 通信技术承载网构建的相关措施

5G 通信技术承载网中的传输5G 业务及接入5G网络也可称之为5G 核心网。其是5G 网络在运维过程中的基础，在其工作过程中不仅可以高效低处理数据流量，更可以保证网络传输的安全性。所以5G 通信技术承载网需要衔接好管理面、用户面以及控制面这三个部分，并通过以下操作方式使承载网在构建环节更加完整。

2.1 确认通信网络形式

如今的5G 技术发展速度正不断地加速，使得不同业务需求、终端、光传输技术（optical transmission techˉ nology, OTT）合作模式也俨然而生，并增加了彼此之间的差异性。所以为保证网络资源的合理传输，给到资源存储工作相应的保障，应定向调整目前的传输资源，在确保系统灵活性的基础上运用协作建设的方式形成承载网的总体网络架构，以完成网络部署工作（图3）。

图3 5G 网络部署流程

而经南方新闻网2022 年8 月15 日的报道可知，广东移动公司与南方电网公司合力打造了南方电网的5G 智能电网项目，并已经成功入选了世界5G 大会。同时两大公司携手将5G 新技术进行规模化地应用，使得电力5G 以虚拟的状态完成顶层设计、技术验证及安全论证等操作，使得数字电网与5G 技术深入融合。这样则可给到虚拟网端相应的安全保障，运用5G 局域网传送的方式，将1%的物理资源模块（physical resource block, PRB）资源进行预留，弥补5G 切片资源管理方面的空白，更是在广州南沙及深圳龙岗等地全面孵化了54 个业务场景，涵盖了电力的变、发、输、用及配等内容，形成了24 个规模化的重点场景，并于2022 年已经完成了6000 多个5G 的终端上线，让当地的示范效应得以展现。同时为积极构建5G 通信技术承载网，可依靠SDN 架构的方式（图4）让网络能够被有效地控制。

图4 SDN 网络承载网的架构流程

让各级数据管理中心将工作进行对接，实现对NFV 的综合部署并依靠硬件平台完成对应的支撑操作，使得5G 通信在应用过程中能够更有意义，让硬件及软件等基础设施维持分离的状态。在新型的网络形式应用过程中工作人员则可坚持灵活性的原则，利用SDN 或NFV 技术创建出网络功能模块，以保证承载网的高效运行。并且可以利用SDN 技术调动功能模块，在提升用户服务质量的同时使用户的个性化需求能够得到满足。

2.2 形成融合化的网络形式

为保证移动通信网与固定宽带网的合理融合，需增加在5G 通信技术承载网创建环节的思考，运用综合部署和运营管理等方式形成融合化的网络形式，以衔接各个层级之间的关系，使得核心网与接入网进行连接，发挥出网络中的转发功能、控制功能及接入功能。

其中5G 网络逻辑架构依靠控制、接入以及转发等功能组合而成。①接入平面，涵盖了无线接入设备及类型基站，让5G 内的基站可以进行交互，保证其可以运用组网拓扑的方式，在短时间内完成无线接入的协同控制工作，使无线资源能够提高利用率。②转发平面，其根据用户端的状态进行分析，运用分布式的网关将集成边缘的内容进行处理，运用缓存以及业务加速的方法完成对控制平面的管理。这样数据在转发过程中则可提高其利用效率，让其中的灵活性也可以得到提升。而网关内的会话基本会呈现出控制分离的状态，使得网关不会以分布式的情况出现。如此则可运用集中调度的方法增加移动边缘内容、网关锚点等的应用，以计算出数据流的低延时传输效率，增加其中的流量以完成数据的转发操作[1]。③控制平面，其需要依靠网元进行控制，运用功能重构以及抽离的方法，让网络内的控制流程得以简化。依靠全局调度的方式将转发及接入的资源进行处理，并按照需求完成编排工作。如此则可运用网络分片技术让服务网络能够被隔离以及重新构建。从而实现逻辑处理与状态的分离，让控制面的功能可以模块化，使控制面内的各项数据内容能够具备逻辑功能[2]。

2.3 加强网络带宽规划

因为5G 前传包含了分布式及集中式的工作内容，其中涉及了无线接入的场景。所以在网络带宽规划的过程中应运用大型、小型及中型的部署方式，在网络渠道内构建出分布单元池化和中心单元云化区域，以形成5G 承载网的整体架构（图5）。

图5 5G 承载网的整体架构

首先，当站型是S111 时，则承载网内的带宽峰值是7Gbit/s；其中的平均带宽是3Gbit/s；当站型是S222时，则单基站的带宽峰值为10Gbit/s，它的平均值大约是4Gbit/s。同时在回传网络的建设过程中，工作人员也需增加在基站方面的思考，了解基站峰值的变化情况，保证基站能够正常地运行。而在进行实际规划环节应增加对地域情况和流量之间差异性的了解，一旦区域内的业务流量呈现出升高的状态需要选择50GE 的接入环完成对接工作。而单个接入环必须可以满足20～30个5G 共享基站的运维要求，让其可以顺利接入[3]。

其次，若该区域内的业务流量呈现出较低的状态，则可增加10GE 接入环的应用，在保证其可以与无线通信网对接后方可拓展基带的处理单元，以完成精准地预测操作，使得后续的带宽能够有效地进行拓展。

最后，在基于带宽的单元（bandwidth based unit,BBU）端可以运用10GE、25GE 以及GE 型的接口完成连接。

2.4 选择合适的部署方式

通过分配单元（distribution unit, DU）的设置让工作人员增加在5G 技术应用时集中化处理，让前传网络在应用期间以光纤直驱技术为主，适当地增加基站及载频的数量使得所消耗的光缆资源能够减少。首先，网络部署应增加多方面的思考，让工作人员在建设承载网的过程中增加在性价比方面的思考，运用合适的有源光传送网完成数据信息的传输操作，从而防止光缆资源发生被占用的情况。并且也可增加资金的投入，一旦DU 接入遥控射频单元及有线天线单元就可以满足当前的光纤资源利用需求，使得光纤可以直驱应用完成在现场内的综合部署[4]。

其次，若无线远端单元（radio remote unit, RRU）及有源天线单元（active antenna unit, AAU）的数量相对较多，二者之间的相隔距离也较远，其中可以使用的光纤资源就会有限。所以可以运用无源波及有源光传送网（optical transport network, OTN）的复用，通过无源波分复用（wavelength division multiplexing, WDM）部署的方式，则可在指定区域内完成部署。如此在AAU 及DU 上设置彩光模块，让无源设备发挥出WDM 技术的作用，使得工作人员运用一对或是一根光纤就可以将AAU与DU 进行连接[5]。

最后，可采用微波部署的方法，依靠微波完成重点数据内容的传输，让数字资源在此进行高效地利用。但此时光纤资源容易发生应用不到位的情况，所以只有选择位置较远以及空旷的区域进行部署才能展现出微波部署操作的效果。但仍存在性能监控及远端管理方面的问题，使得部署的成本提高。所以此方法不能在承载网构建环节广泛使用。

3 结语

综上所述，目前随着5G 的到来，承载网的规模也日益扩大，使人们对带宽的需求也有所增加，让设备在应用期间的性能也越来越完善。所以5G 通信技术承载网的构建需要增加在通信业务可靠性、带宽、同步能力以及时延方面的思考，让工作人员增加在承载网构建环节的思考，选择合适的部署方法，做好带宽规划及时间同步操作，则可以解决一些网络结构方面的问题，使得网络可以协同运转，从而增加在承载网建设环节的支持。