5G传输承载网建设需求及对策研究.pdf

2023 年 8 月传输承载网建设需求及对策研究曹荣（中通信息服务有限公司，广东 深圳 518038）【摘要】随着信息时代的到来袁为提高网络通信水平袁保证 5G 传输承载网的建设质量袁相关技术人员在网络建设期间需确保基站和核心网有效连接遥 5G 传输承载网的市场发展前景非常广阔遥 结合 5G 传输承载网的建设需求袁并对高效建设 5G 传输承载网的具体方式展开深入探讨袁以供相关从业者参考遥【关键词】网络建设曰网络通信曰传输承载网【中图分类号】TN929.5【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2023）08-0022-030 引言随着通信技术的不断发展，各行业都加强了对5G 技术的推广应用。从部分城市的网络建设情况来看，网络构架仍以传统 4G 网络结构为主，其原因在于 5G 传输承载网建设涉及的技术非常复杂，建设难度大。技术人员需对 5G 传输承载网的具体建设需求进行分析，制定有效的策略，提高区域建设的可行性。1 5G 传输承载网概念及架构变化1.1 概念以广东省为例，广东省在通信产业方面的发展水平较高，致力于推动 5G 发展，并形成了较为完整的产业链和商业链，同时，也加大了基站等基础设施的建设力度，其中，5G 传输承载网的建设也在广东省通信技术发展战略当中。5G 传输承载网主要是由传送网和承载网两个部分综合建设的网络，其中，传送网能够实现对各类语音信号的高效传输以及多业务分组传输，并且利用以太网接口完成承载网建设。我国通信网络基本实现了从 4G 到 5G 的迈进，在独立部署技术的基础上，4G 网络与 5G 网络可以同时使用，彼此不会产生干扰。非独立部署技术能够实现二者的融合，大幅增强了单一网络的功能及效果。在这种融合作用下，原本的用户网络体系得以升级，通信资源也可以得到更好的配置。在建设 5G 传输承载网期间，技术人员需对现有网络进行优化和升级，从而实现更多功能，进一步提高 5G 传输承载网的建设质量。1.2 架构5G 传输承载网的具体架构对比传统的网络架构存在一定的变化，在架构设计中选择无线接入网（radio access network,RAN）架构（图 1）。为了满足 5G 传输承载网的低时延需求，核心网需下沉，同时辅以云技术对网络进行部署和规划。我国自 2019 年就进入了 5G 时代，5G 技术也为各行各业提供了帮助，大幅提高了工作质量和效率。为适应不同应用场景，核心网出现了变化，对带宽、时延等方面的要求越来越高。技术人员在建设 5G 传输承载网时需着重满足相关需求。2 5G 传输承载网建设需求2.1 超大带宽需求当前通信网络的导向发生了变化，转向了以需求为导向的消费端，更强调用户体验的提升。当前，5G 网络用户体验速率需达到 100 Mbit/s 及以上，同时，超高清视频、虚拟现实（virtual reality,VR）等业务也对带宽提出了更高的要求。因此，为进一步满足现实所需，提高 5G 传输承载网建设质量，技术人员需要进行超大带宽设计。通常情况下，4G 单站带宽的传输带宽达 200 Mbit/s，峰值阶段的传输带宽要达到650 Mbit/s，而 5G 单站需要实现从十几倍到几十倍的带宽提升。图 1 RAN 架构部分物理层5G 基站射频拉远单元通用公共无线接口5G回传非实时部分分组数据汇聚层协议媒体接入控制中传回传前传物理层通信设计与应用222023 年 8 月2.2 超低时延需求5G 技术的飞速发展使其应用范围十分广阔，例如，在医疗领域，国家骨科医学中心为实现提高骨科手术水平、降低医疗成本的目的，在手术中融入 5G技术，并成立了 5G 骨科手术机器人相关组织，推动了医疗领域与信息技术的联动发展。在手术的过程中，要求能够实现毫秒级的图像传输，对时延有着非常高的要求。其他行业的垂直领域也对超低时延有着较高的要求。技术人员需结合专业设备或装置转发时延，并相应地创建网络模型，将时延控制在极低范围内，达到微秒级别。在 5G 传输承载网中，网络时延包括传输时延和处理时延两个部分。其中，1 km 光纤传输时延为 5 滋s，节点处理时延为 2050 滋s。在低延时、高稳定性网络设计中，通信技术运用场景更加多样，可实现网络灵活调度。此外，还要结合云技术、数据库等技术完成业务平台联合建设，确保 5G 传输承载网建设能够达到设计要求1。2.3 灵活调度需求5G 传输承载网的内部设有 3 类结构单元，即集中单元（centralized unit,CU）、分布式单元（distributedunit,DU）、有源天线单元（active antenna unit,AAU）。这 3 类结构单元通常配合大数据、数据库、云计算等技术一同发挥作用。在 5G 传输承载网建设期间，技术人员必须将这 3 类结构单元建立一定的连接关系，建设难度较大，而且涉及大量复杂、专业的技术，但在增强用户体验、节约资源等方面具有显著作用。2.4 网络切片需求5G 传输承载网的超大带宽、超低时延等需求可以在同一网络中实现，但 5G 业务差异较大，服务等级不同。为了满足不同业务需求和服务请求，技术人员需使用网络切片技术（图 2）。网络切片技术可以实现多个业务同时服务的目标。在运用网络切片技术时，还需要建立核心网、宏基站以及微基站等网络架构，以满足技术控制需要。网络切片技术还可以对虚拟切片设计、部署、运维进行全生命周期管理，为通信服务功能的实现提供技术支持2。3 根据需求开展 5G 传输承载网建设的措施为满足上述需求，技术人员需针对网络架构展开详细分析，并对现有方案进行升级和优化，确保网络架构设计能够满足 5G 传输承载网建设要求，以适应更多的行业领域，为其提供技术支持，从根本上提高生产力与工作效率。3.1 对带宽进行规划设计5G 传输承载网需结合需求开展网络建设，根据不同网络环境及流量要求科学设置相应的带宽。根据不同的需求来看，主要与接入层、核心层以及汇聚层建立连接。结合连接情况来看，流量从接入层到汇聚层的收敛比非常高，初期阶段的收敛比约为 4:1。另外，流量从汇聚层至核心层产生的收敛比也能够在初期达到相同比例3。对于 5G 传输承载网而言，接入层、汇聚层、核心层产生的带宽变化与各层承载节点数及流量规模有着较大关联，同时，其变化方向也存在一定的差异，如图 3 所示。图 3 5G 传输承载网图 2 网络切片技术终端无线网子切片核心网子切片承载网子切片第三方应用通信设计与应用232023 年 8 月假设站点为 3 个小区，若按照上述数据进行计算，带宽在接入层能够达到 40.5 Gbit/s，在汇聚层时带宽为 243 Gbit/s，到达核心层时带宽为 364 Gbit/s。所以，以上述数据进行带宽设计，5G 传输承载网的接入层、汇聚层、核心层的带宽分别在 100 Gbit/s、（150依50）Gbit/s、300 Gbit/s。3.2 优化路径为满足 5G 业务超大宽带、超低时延的需求，技术人员需对流量传输路径进行合理优化。一方面，可以考虑缩短光纤网络的传输距离；另一方面，若业务需求为 1 ms 的极限时延，需在靠近用户站点的位置进行业务处理，同时承载网部分无须接入。具体的规划方式如下。3.2.1 动态化调整节点的承载路径通过动态化调整节点的承载路径，能够实现负载分担和链路备份，具有多路径、多层次的保护作用。3.2.2 实时切换 C谣RAN在 5G 传输承载网络架构中，若 DU 或 AAU 出现故障，可以快速实现 C谣RAN 的切换4。3.2.3 建立 DU 与 CU 的承载网模型DU 与 CU 承载网模型具有点对点、点对多等传输方式，调度能力十分突出。同时为达到优化路径的目的，承载节点的数量也需要进行有效控制，通过这些方式能够达到降低时延的目的。3.3 提高网络灵活性在 5G 传输承载网中引入软件定义网络（softwaredefined network,SDN）控制器系统，能够提高网络的灵活性与适应性。运用 SDN 控制器系统，可以实现对网络拓扑结构的集中控制，同时，可以对动态流量、集中路径以及业务类型进行集中控制，有效提高网络部署的效率。人工智能技术的协同运用，能够对网络运行、配置、操作等环节产生的数据进行全面分析，第一时间发现网络中的错误信息及故障信息，并对带宽流量的变化情况进行智能判定和优化。3.4 整合物理资源在应用网络切片技术的过程中，5G 传输承载网中的物理资源需进行集中组织，并结合应用虚拟化技术，组成完整独立、多功能的虚拟网络。在整合物理资源的过程中运用 SDN 技术使转发面与控制面保持独立。根据不同的需求，对 5C 传输承载网的资源进行科学分类，实现资源的高效分配，确保各类型业务需求能够实现5。4 结语随着我国信息技术不断发展，5G 技术的运用使许多行业领域发生质的变化。5G 传输承载网的建设需结合技术需求采取针对性措施。相关人员需结合网络架构中的各个传输环节进行专门的方案设计，建立各层网络之间的有效联系，满足带宽、时延、网络切片等方面的需求，为我国信息技术的发展奠定坚实的基础。参考文献1 雷禹.5G 承载网面临的挑战及关键技术分析J.长江信息通信，2022，35（1）：211-212，215.2 韦晓鹏.5G 承载网的关键技术探究J.电子测试，2021（15）：78-80.3 李移琨，杨欣欣，秦斌.5G 传输承载网建设需求及应对策略J.中国新通信，2022，24（21）：17-19.4 朱明亮，钟虎.C谣RAN 模式下的 5G 承载网前传方案研究J.电信快报，2022（11）：31-36.5 翟坤，王丽霞.5G SPN 承载网关键技术分析及应用J.通信管理与技术，2023（1）：32-36.作者简介院曹荣（1973），女，汉族，河北南宫人，本科，工程师，主要从事通信工程现场施工管理工作。层级名称公式取值接入层单站带宽均值伊（基站个数-1）+单站带宽峰值带宽均值为 4.5 Gbit/s；峰值为 40.5 Gbit/s汇聚层接入环带宽伊接入环数目伊收敛比收敛比为 4:1核心层汇聚环带宽伊汇聚环数伊收敛比收敛比为 4:1表 1 5G 传输承载网不同层级的带宽计算公式在建设传输承载网的初始阶段，技术人员需对多种因素进行综合考量，并结合实际情况展开科学部署。通过专业、科学的规划，保证环网结构的合理性，尤其在环网容量的扩展方面。5G 传输承载网在不同层级的带宽计算公式不同，具体的带宽计算公式如表 1 所示。通信设计与应用24