探究光传送网在第五代通信网络中的应用及发展方向

麦雪浩

【摘 要】5G时代的通信网络，具有超高速率、超低时延、极高可靠性等特点。作为5G时代的信号承载传输网，光网络即将迎来新一轮的发展与应用。本文主要对光传送网在5G中应用及发展方向进行了有效的探讨，提出通过光传送网时延优化、光纤资源的优化及网络结构的优化等措施，可以解决5G时代的网络承载问题。

【关键词】光纤；光传送网；超低时延；5G；

引言

2019年6月6日，中华人民共和国工业和信息化部正式发放了第五代通信网络（5G）商用牌照。预计到2021年，我国将实现5G的大规模商用，能够很好地满足工农业、交通等行业的信息化服务需要，它的应用场景将连接移动互联网和物联网，最终实现“人与万物智能互联”的目标。

1 光纤通信系统在通讯工程中的应用

目前在我国的通讯工程中，光纤通信系统将数据信号转换成脉冲数字信号，然后通过光缆传送给对方，再生成数据信号。信号在光纤中的传输具有速度快、信号稳定、容量大等优点。

1、信号在光纤中的传播质量非常高。光纤在传递信号的时候，受到外界的电磁波信号干扰是极其少的；

2、信号在光纤中的传播速度非常快。光纤作为数字信息传递的主要载体，在进行数据传递的时候，电信号在光纤内部会进行光速反射传播，可以将信号进行快速地传递。

2光传送网的技术特点和应用分析

光纤传输网络的发展随着容量增加和业务多样化，PDH、SDH、MSTP、DWDM、ASON等传输技术相继出现，信息化市场需求的迅猛发展凸显了各项技术的优点，同时，各种技术的瓶颈也逐渐出现，使得光网络必须向提供海量带宽、具备电信级可靠性等方向进行发展。光传送网（OTN），它在光纤网络内实现需求业务数字信号的传输、复用和监视等，是一种保证传输性能指标和可靠性的传送网络。

2.1海量大颗粒带宽

光传送网很好地继承了SDH以及WDM技术的多方面的优势功能，是基于海量大带宽粒度进行组网、调度和传送的新型通信技术。目前信息化服务的迅猛发展，导致海量带宽粒度传送与调度的需求增长非常迅速，光传送网实现了传输技术性能质的飞跃，很好地适应了网络承载的新需求。

2.2超低时延

随着物联网、高清视频等信息化业务的快速发展，时延已逐渐成为了通信网络的一项重要性能指标。从无人驾驶到工业控制等等这些美好的梦想要一一成为现实，都将无法离开超低时延这一特性。

我们知道，在OSI 的七层网络模型当中，越低的层次，处理的时延就越小。由于光网络是基于最低层的光纤光缆，具备最低的传输成本，因此，光传送网是目前主流通信技术中最具有低时延优势的通信技术。

光传送网具有超低时延的优势，是因为它对业务信号的处理层次极低，对于 OTN传送技术，业务类型以及映射方式对时延产生的影响是在 us 量级的，提供了更低的时延，因此光纤传输网络理所应当优先选择 OTN 技术作为传输承载方案。

2.3强大的组网能力

OTN传送技术引入了一项重要技术—FEC编解码技术，大大地提高了传输性能，更显著增大了光纤传输的距离。此外，提供了更加灵活的基于电信号层和光信号层的业务保护功能。

所以，OTN 传送技术是一定会成为光网络的主流。

3光传送网在5G中发展方向

万物皆可触手可及的三个需求是超高的速率、海量的连接、超低的时延，每一种场景的需求都比现有业务大10倍以上，因此光传送网作为最核心的传输承载网络，必须在技术结构上进行优化，才可以应对得了5G时代的新挑战。

3.1光传送网的时延优化

传输所产生的时延占据了光网络电路时延的 90%以上，因此，光传送网时延最重要的优化举措是优化传输路由，尽量地去降低传输路由长度。

1、统筹规划传输骨干层光缆网络的建设和使用，有利于优化光网络路由，提供更短的光缆路由。

2、统筹规划采用大传输管道，例如，现阶段采用 50Gbps 传输系统，未来进行升级到 200Gbps 甚至更高速率的光传输系统，也将大大地降低传输的时延。

3、色散和 PMD 补偿能够解决传输色散累计的问题，传输网路中不再需要部署色散补偿，可以显著降低时延。

稳定的低时延是光网络的一个重要指标，而超低时延将是未来政企客户专线市场竞争的重要因素。

3.2光纤资源的优化

5G网络的效率高，频段高，与现在的4G基站相比，5G基站的分布更密了，因此对光纤网络的容量和光纤连接密度要求很高，导致光纤光缆的需求大规模提升，同时，也要求回传光纤网络需更加灵活，这就要求传送承载网络的结构必须优化。

1、以5G业务需求为出发点，综合考虑集客、家宽等其他业务需求，优化和规范末端接入光缆组网结构及纤芯成端比例，在遵循全业务统一承载的建设原则的基础上，实现降本增效的效果。首先，通过判断业务需求特点，出适用于本地市的基础资源建设规模及方案设计建议，包括接入PTN、OLT、配线光缆、二级光交、主干光缆、一级光交等资源，给出接入光缆组网结构选择；其次，根据不同业务的单点纤芯需求计算原则，综合测算纤芯需求，给出前传方案选择、末端接入光缆芯数建议、以及光缆成端数量及比例；再次，末端接入光缆应结合发射点分布情况、安全要求等综合评估，结合无源波分/有源波分等纤芯复用技术制定末端接入光缆方案。最终，结合后续发展规划适当冗余，确认资源建设规模，锁定建设规模，实现资源优化，提高光纤资源利用率。

2、OTN进行时延优化能够有效地节省光纤资源和节省成本，同时，也可以实现多业务的统一承载以及大带宽传送，单通道可以有10G/25G/50G/100G/200G等等。

3、DU和AAU之間的光纤传送网系统可以根据实际业务需要进行点对点和环网的方式来设置，充分地利用OTN系统的高可靠性和可管理性。

3.3网络结构的优化

前期，运营商的通信网络一般都会采用层次化的网络架构，为了适应信息化、IP化趋势的发展需要，目前的网络架构基本已向扁平化的方向来发展。

1、通过减少和优化网络层次来实现网络扁平化，最直接的好处是大大地减少了光纤资源的使用。目前，光纤传输网络资源的建设成本已占移动通信运营商很大的成本投入比重。

2、网络扁平化可以节约通信运营商的机房资源。目前随着国内城市化的快速发展，大部分城市都存在房价高企、选址困难等问题，减少网络节点就能够直接节约在网络机房的投资，那么将节约下来的资金就能够投入到其他建设需求上。

对现有传输网络进行优化，合理减少传输网络层次是一项较复杂的、系统的工程，必须进行统筹性的规划，分步骤地实施，从下往上进行依次建设。

结束语

总之作为基础网络的光纤传送网需要提供更低时延和更大带宽，也迎来了新一轮的发展与应用。本文根据5G的商用发展，分析和探讨了光传送网的应用及发展方向，通过光传送网时延优化、光纤资源的优化及网络结构的优化等措施可以解决5G网络的承载问题。光传送网在未来将更好的为社会生产生活而服务。

参考文献：

[1]李章明.5G移动通信技术及发展趋势的分析与探讨[J].广东通信技术，2015（4）：44-46.

[2]中国电信集团.5G时代光传送网技术白皮书[R].2017.

[3]刘斌.OTN的技术特点和应用分析[J].2011.

[4]丁涛.5G时代传输网络建设策略探讨[J].移动通信，2016，40（15）：77-80

（作者单位：中国移动通信集团广东有限公司湛江分公司）