5G时代传输网络建设策略探讨

2018-02-04夏斌

智能城市 2018年11期

夏斌

中国移动集团安徽安庆移动分公司工程建设部，安徽安庆 246000

现有运营商实施的网络传输技术，主要是以同步数字体系SDH为基础，着重强调网络的QOS技术，采用的主要网络结构方式就是烟囱式的纵向架构，缺乏一定的开放性与扩展性，导致网络优化和建设的成本较高，工期较长，无法很好地满足运营要求[1]。

1 5G网络技术概述

随着科学技术的进步和社会经济的发展，对移动网络建设的研究愈加深入，这就需要改造升级网络技术，形成全新的5G网络技术，而该技术在未来发展中会更加完善，发展前景也愈加广泛。对于5G网络技术而言，其能很好地保留相关信息与数据，实现应用的高效率及灵活性，减少能量损害，增强服务的人性化、智能化，提高信息传递的质量与速度，极大便利人们的生产生活。

2 两种传输技术的特点及优劣分析

2.1 IPRAN传输网络技术

2.1.1 特点

IPRAN技术最初是由IETF提出，在标准文档信息方面十分完备，以交换网络技术为基础得以发展，很多都是通过改进传统的交换机或路由器而形成，互通能力极强。在QOS保障方面，IP只能尽可能争取，而IPRAN为保障其内部的QOS，利用Diff-Serv技术组建具体的网络。与传统的Int-Serv有所不同，Diff-Serv主要是将资源预留协议作为协议机制，在各个路由器中适当预留所需的资源，尤其是处理的QOS数据流，以便顺利对接端口到端口QSS业务。这两项技术的根本差异在于：不是以每项业务为依据，将网络资源配置预留在相应的节点上，而是自动划分要求相似的业务组，使其成为一种类型，以每种类型为单位来保障QSS。与Int-Serv相比，Diff-Serv的优势之一就是能规避因改变软状态周期而加重网络系统损耗的情况，减少对信用指令的依赖性。另外，Diff-Serv不需绝对的端口对接QOS保障，在庞大的网络结构中利用化整为零的方式进行管理，最终实现对用户接口QOS的保障。

2.1.2 优劣分析

IPRAN具有较强的适配能力，网络结构与扁平化的发展趋势相符，而其劣势表现为QOS明显不如PTN，但通过Diff-Serv技术的应用，可以很好地改善QOS性能，满足实际运营的需要；如果实施化整为零的分片式管理形式，能使运营商的成本支出得以降低。该种技术目前在中国电信运营商里得到大力推广应用。

2.2 PTN传输网络技术

2.2.1 特点

我国建设的PTN大多采用OTN和PTN两种传输设施，而SDH和DWDM是使用最多的两种存量设施，其中OTN和PTN是由LTE所承担，OTN则承担CMNET和IP等。PTM的发展能有效弥补SDH的不足之处，对多种业务加以适配，加上实施IETF的部分技术，能为三层静态路由提供强有力的支持，具备较强的寻址能力，在组网层面采用层次网络结构。当前很多LTE都是采用PTN，而在PTN网络中则实施MPLS-TP，以便保护QOS网络，实现QOS网络的运营效果。值得注意的是，由于互联网应用范围的扩大，在实际运用中往往会出现一些问题，需要积极研究这些问题，保障网络的实际效果。通常MPLS-TP具有如下特征：① 若用MPLS取代路径，能有效节约MPLS的信用命令，使IP的复杂功能有所减少；② 承载多种业务，以独立行使的方式存在于控制层面、客户层面；③ 有着极其强大的数据传输功能，非常安全。

2.2.2 优劣分析

PTN具有优异的适配能力以及良好的QOS性能，而其劣势则体现为两点：①无法满足扁平化的发展的趋势。基站PTN设备发起路由之后，经过本地PTN传输设备、核心设备、骨干设备，借助骨干PTN，进入到LTE核心网络元件，形成整体的网络。但网络的结构为自上而下的多层烟囱结构，会出现过度依赖厂家、组网灵活性降低等现象。②接入层应用的MPLS-TP技术无明显优势。MPLS-TP技术是PTN技术中的核心技术，属于一类二层隧道技术，每个LSP都对应单条隧道。一般单个的LTE基站对应单条LSP，在某个本地网络中会出现大量的LTE基站对应相应的LSP，而这需要采用手工配置的方式，在很大程度上增加了工作量。目前中国移动集团主要传输建设采用该模式。

3 5G时代传输网络建设策略

3.1 优化网络结构

以往的移动通信网基本是实施层次化的网络架构，这明显不符合IP化的发展趋势，所以当前的LTE网等网络架构趋向于扁平化，有利于改进无线空口等技术，促进无线承载带宽的提高。通过比较两种主流传输设备，综合考量维护成本、网络扩展等因素，使PNT具有更强的生命力，实现扁平化的发展趋势。一般PTN扁平化的网络具有以下优势：①减少建设和维护的成本。对网络层次予以优化减少，能降低光纤资源的使用率，实现网络扁平化的目标。现阶段，运营商中光纤线路等资源建设投入成本占据较大比例，加上管线施工困难、光缆资源紧张等，在很大程度上影响着工程建设的质量及进度；而实施扁平化的网络能很好地节省机房的资源，减少节点和资金投入。②避免过度依赖设备厂家。针对PTN运营商，其从省核心层至本地网接入层，完整的一条路由至少包含4个层(省干、核心层、汇聚层、接入层)，每层都有不同的平面，即每层至少有两个不同厂家提供系统，平面之间的系统相互隔离。受标准的非开放等因素制约，往往是由同一厂家提供上下两层之间的设备，致使厂家完全垄断运营商传输网络，增加运营风险，无法全面掌控工程的质量及进度。③优化现有网络。通过分布实施、统筹规划，严格按照由下向上的顺序予以建设，有利于减少网络层次，进一步优化现有网络。同时发挥OTN大颗粒、高带宽承载优势，对OTN网络进行合理布局，提前开展OTN波导扩容工作，在此基础上逐步优化PTN网络，以便增强PTN网络带宽，使PTN城域本地网的网络层次减少。④随着物联网对传输建设的需求，密集型波分技术及应用和PON技术成为了目前主推传输技术。“信息高速公路”概念的提出，传输系统的大容量、长距离研究不断深入。密集型波分技术采用TDM法扩大容量，码速受到单模光纤色散因素及接收电路高频噪声影响限制在每秒30Gb内。现如今WDM技术在4路、8路、16路方面已经成熟，日本NEC公司通过双学双重二进制调制解调技术让单根光纤传输速率达到每秒2.64Tb。PON技术下，单根光纤上采用下行1490nm/上行1310nm波长组合，是实现FTTB/FTTH的主要技术。

3.2 加强技术革新

对于不同的网络层次规划，必须要全面升级相关设备的功能，具体表现为：①积极建设城市域网，优化网络功能。运营商现有的PTN设备能支持网络三层功能，而其在本地网区域内基本实现了二层功能的开发，通过将二次技术转为三层技术，能加快升级PTN技术设备，有效满足后期发展中的多种协议需求。②停止运用MPIS的功能。MPIS的作用就是实现无连接到有连接的转变，确保骨干网IP传输的质量。在这一过程中，运营商可以有效贡献资源，享受网络传输的质量；或者是有效匹配相关技术场景，以相关业务的特殊性为依据，合理规划相应的宽带技术，增强骨干网的可靠性、稳定性。③保障骨干网。由于5G移动通信网络的商用性质，站点数据愈加密集，只有根据实际的技术场景，合理利用资源，才能创新技术，减少网络方面的开销。建设网络时，应实施同步的措施，有效保障本地网的骨干网；实施整个策略时，应该规模化完善运营商现有的PTN设备，更好的优化其功能，使其功能得以扩充，满足新功能的具体需要，推动网络设备的系统化发展。

3.3 完善对城域网PTN网络的QOS保障

要想为网络端对端的QOS提供强有力的保障，必须要以本地网的PTN为基础，同步实施QOS网络，确保骨干网QOS的顺利实施。对于本地网的相关设施配置而言，其具有庞大的数据，需跟随LTE的站点位置，使站点随移动网络通信使用范围的扩大而扩大，朝着密集化的方向发展。可以说，只有结合QOS技术和IP的使用场景，才能减少各项网络开销，科学利用诸多的网络资源，实现Diff-Serv技术。此外，在具体策略实施过程中，应该综合考量运营商对现有PTN设备的使用情况，通过升级功能，统筹考虑新旧设备，适当添加设施，进而满足新功能的实际需要，发挥出节点位置的作用，进一步优化升级网络设备的功能。