面向5G的光传送网需求及挑战

福建省邮电规划设计院有限公司 陈镇铨

在现有第4代移动通信技术（简称4G技术）取得稳定发展地基础上，随着5G移动通信技术的不断开发和推广应用，对5G技术的光传送网提出更为高的要求，如何推动光传送网技术应用满足未来5G网络的传输需求，已成为目前光传送网络研究的重要发展方向。本文对5G通信网络的技术特点和要求以及新型网络技术构架等进行简要分析，简析5G网络光传送网的需求和挑战，以供参考。

0 前言

随着科学技术的发展及智能技术的不断革新，“信息随心至，万物触手及”的5G网络时代愿景也将逐步实现。从目前现有的5G网络发展现状来看，5G网络主要是满足用户对流量密度、连接数和移动性的要求，从而为用户提供高清视频、虚拟现实（VR技术）、云桌面、高级在线游戏等方面的业务极致体验，并且随着5G网络的大力推广和应用，在极大改善网络运营效率和成本的同时，全面推动和提升移动网络的服务创新发展（董超,王瀚冰,毛艾杭,王传东.面向5G的光传送网需求及挑战[J].数字技术与应用,2017,06:41）。

1 5G网络具有的技术特点

5G网络同时需达到覆盖范围大、高容量的热点、低功耗及可靠性等方面的需求。其中对于热点的容量、范围较广的覆盖面两项功能来说主要应用在移动互联网中，其具有高可靠性低延时与大连接低功耗的功能，常面向垂直行业与物联网行业中进行应用，按照网页的根本框架结构将5G网络功能面分为：控制平面、接入平面、转发平面三个部分；其中接入平面主要承担的任务是对全局进行控制和管理，转发平面与控制平面主要是对全局控制策略的执行工作（董超,王瀚冰,毛艾杭,王传东.面向5G的光传送网需求及挑战[J].数字技术与应用,2017,06:41）。

实际上5G网络的服务对象为物联网和移动互联网量个方面，其应用场景主要包括以下四方面：①连续性大范围的覆盖场景；②热点高的容量场景；③低功耗的大连接场景；④低时延的高可靠场景（董超,王瀚冰,毛艾杭,王传东.面向5G的光传送网需求及挑战[J].数字技术与应用,2017,06:41）；其中前面两种应用场景主要是针对移动互联网的应用，后面两种应用场景主要是针对物联网及垂直行业的应用，且根据不同的应用场景所面对的问题各有不同，具有较大的差异性，主要体现在以下方面：①用户体验；②连接数密度；③端到端时延；④移动性；⑤流量密度；⑥用户峰值速率；以上各性能的要求都是不同场景的应用考核指标。关键技术指标见表1：

表1 5G关键技术指标

此外，根据5G网络的网络功能框架进行划分，可划分为以下功能层面：①接入平面（主要负责策略的实际执行）；②控制平面（主要负责全局控制措施的生成）；③转发平面（主要负责策略的实际执行），详见如图1示：

图1 5G网络基本架构

2 光传送网功能需求

针对5G网络框架来说，光传送网的位置是在转发平面和控制平面间，是承载5G网络的基础。通过对数据的分析了解到，如果5G网络的组网功能和传输功能完善和强大，才可充分达到目前对5G光传送网的功能要求，从而促进对5G网的积极推广和大范围的应用。目前，面对5G网络对传输性能与组网功能提出更高的技术要求，相关技术人员在实际工作的过程中，应从光传网的灵活性、性能、智能化的运输等进行研究与探讨，从而促进光传送网的发展更好的适应5G网络未来的功能需求（董超,王瀚冰,毛艾杭,王传东.面向5G的光传送网需求及挑战[J].数字技术与应用,2017,06:41），具体体现为以下方面：

（1）增加容量

从现有光传送网络技术的发展来看，目前的光传送网络干线大部分已进入100Gbit/s时代，并且超100Gbit/s的光传送技术随着高阶调制、新型超低损耗和大面积光纤、灵活栅格等技术的创新及应用，可为面向5G的光传送网中提供更大带宽和更高容量的多种技术选择。

（2）降低时延

通过对现有的光传送网络端到端传输时延进行分析，证明光传送网的端到端时延主要是光纤传输路径引入的传输时延及FEC算法和电中继时延等方面，其中光传送网的端到端时延中约80%以上为光纤传输时延；因此，在光传送网中可有效降低时延的方法是降低网络传输的路径，在对网络路径进行规划和开通时采用最短的方案。

（3）较高的可靠性

目前，通过合理的优化和升级光传送网的网络结构，并使用光棍混合交叉结构等相关技术、合理的调整网络拓扑的结构、结合智能控制功能，提升光传送网络的真实可靠性，构建低时延、可靠性高的光传送网络。

（4）灵活化

近年来，光传送网为了达到对业务灵活性的要求，在不断引入的ODUflex，G.HAO、GMP等技术的同时，综合现有的ROADM、灵活栅格、可变收发和电交叉等技术措施，从而实现业务的灵活性和光层及电层结合的灵活调度能力。

（5）智能化

5G网络发展具有一定的特点，即开放性、高效性、智能性、灵活性等，因此应该使用光传送网的可支持软件来将网络的控制框架确定下来，进而实现优化与升级网络。当光传送往将SDN功能引入时，其具有以下几点优势：①引入集中控制，能够提升控制平面智能化的决策能力；②利用网络虚拟化和资源抽象技术等技术，可实现软硬件的解耦；③通过使用标准化与开放性的接口能够对控制器的互联进行简化运维管理；④通过开放性的网络与应用层接口，能够实现带宽灵活提、光网络VPN等新型定制化的业务要求（赵鑫,赵文玉,汤瑞,赖俊森.面向5G的光传送网需求及挑战[J].电信网技术,2016,07:33-36）。

3 5G光传送网所面临的挑战

（1）通过适当的选择光的技术方案

按照以往的移动网络自身承载需求，将光的传送网分成前传网络、回传网络、回传网络。并对5G网未来发展的目标进行综合性的分析和考量，在选择传输方案时，是目前光传输网未来发展的一大挑战，尤其是针对与前传网来说，传统的高密集型和大容量的无线无线传输方式不能达到5G网络中光纤直驱模式的实际应用；所以针对此现象，应不断完善和更显光传送往技术，进而才能更好的面对未来的挑战（王志勤,余泉,潘振岗,张朝阳,范平志.5G架构、技术与发展方式探析[J].电子产品世界,2016,01:14-17）。

（2）灵活与低时延功能方案

光纤物理链的路由会造成长距离光传送网的时长，因此针对此问题应该选择优质的物理链的路由，降低处理的时延和光传送网的传输性能，进而能够促进5G的光传送网能够更好的适应于未来社会发展的根本需求。和其他网络的互动与协调。5G网络承载网络当中除了光传输网之外，会涉及到其他形式以及IP承载网，例如无线接入师承载网等一系列承载我那个，在实际工作的过程中相关技术人员应根据不同的承载网络的组网自身的互动互联无障碍与分配功能两部分功能，不断改进和创新技术。

4 结束语

综上所述，针对5G网络未来的网络框架和业务需求，光纤传送往应在灵活功能、大连接、高容量等多方面满足于5G网络未来发展的根本需求。相应的研发机构应不断改进和创新传送网技术，并不断创新与完善使用5G光传送网的功能，为5G光传送网未来发展道路奠定坚实的基础（刘吉成,宋瑜.2017-12-015G系统对本地传送网的技术要求[J].数码世界,2017,12:312-313）。