5G 时代传输网络建设策略探讨

杨 莹

（中国移动通信集团设计院有限公司湖南分公司，湖南 长沙 410000）

0 引 言

随着我国信息技术和计算机技术的快速发展，人们对于通信技术的需要也不断提升。目前，4G 网络的普及给人们的生活带来了许多便利。因此，在移动通信传输行业的不断发展中，人们对于网络速度的要求和网络传输稳定性和安全性的要求也在不断提高。

1 5G 通信传输的概念

目前，5G 通信传输网络正在全世界范围内进行研究，我国已经开始了5G 通信传输网络的研发工作，预计在2020 年，我国5G 通信传输技术将要面向市场全面普及。5G 通信传输技术提高了信息传输的效率，节约了通信时间，降低了通信成本，消费者的通信体验也会随着5G 通信传输技术的发展得到很大的拓展，消息传输能力的提升会推动相关产业的快速推进[1]。

2 5G 通信关键技术的发展

5G 通信关键技术的发展主要有新型网络架构、密集网络覆盖、D2D 技术、同时同频全双工技术、新型多天线传输技术及高频段传输技术等方面，相关技术介绍如图1 所示。

2.1 高频段传输

传统移动通信的工作频段主要在3 GHz 以下，造成了频谱资源使用比较紧张。在高频段（厘米频段、毫米频段）的使用下，频谱资源可以实现较大程度的增长和丰富，能够帮助频谱资源得到有效的缓解，能够实现短距通信速度的提升，满足5G 容量传输的相关性能[2]。

图1 5G 通信关键技术

2.2 新型多天线传输

多天线传输即能够实现使用大量天线对相对少量的用户提供同传服务。这能够有效提高天线的高频谱效率，大规模天线也被公认为5G 发展的关键技术之一。大规模天线主要应用在中心式天线系统领域，中心式天线系统适用在宏蜂窝小区场景中。该系统的工作原理是：利用中心基站，使用大规模的天线为小区相对少的用户提供服务，对小区进行控制和调度。

2.3 同时同频全双工技术

该技术是指将设备的发射机与接收机在相同频率资源下实现同时工作。这能够让通信的发送方和接收方获得相同的使用频率，突破了目前使用的频分时分的工作模式。该技术是实现双向通信的关键技术之一。

2.4 D2D 技术

D2D 技术能够实现脱离基站的通信端之间的直接通信，拓展了网络的连接方式和接入方式。由于直接通信能够极大缩短通信的距离，所以能够保证通信质量的提高。D2D 能够实现高速率的数据传输，实现较低的时间延迟，帮助设备降低使用功耗。

目前的D2D 采用广播、组播及单播的技术方案，在未来的发展中，更多的技术还将继续研发，如D2D的中继技术、联合编码技术及多天线技术等。该技术结构如图2 所示。

图2 D2D 技术结构图示

2.5 密集网络覆盖技术

在未来的5G 网络通信中，无限通信网络的发展具有多元化、宽带化、综合化及智能化等特点，各种智能终端的研发和普及，数据流量将会实现十分迅速的增长。未来，面向大宽带、高频段的网络方案将采用更为密集的网络覆盖技术。

2.6 新型网络架构技术

目前采用的网络扁平化架构，帮助系统缩短了时间延迟，降低了网络的建设成本和维护成本。未来的5G 通信技术将会采用C-RAN 接入网架结构，实现网络架构的集中化处理、实时云计算。

3 关于5G 通信传输网络建设的建议

3.1 PTN 技术在5G 网络建设方面的发展

低延时是5G 网络中区别于4G 的最典型的特点，站间的流量在5G 网络所需要总流量中占据了最主要的比例。关于PTN 技术的发展，需要进行深入研究，三层网络的架构需要继续向前迈进，进入大三层网络状态。目前的4G 网络中，PTN 还处于小三层的阶段，在域网走势的中心部位，其中的两个间，是完成桥接的两个部分，站间的流量处理，当网络进行接入后，流程开始集中，集中的流程进行桥接，桥接后继续进行集中，然后再次进行接入，这个集中与接入的过程需要牵扯到的问题比较复杂，整个过程消耗的时间比较多，这就是互联网产生延时的最主要原因。在4G 网络环境下，这种PTN 网络模式，在小三层阶段中，是比较合适的，因为站间流量占整个4G 网络流量的比例不算很高。同时，4G 网络下，这种PIN 网络模式在配置时是静态配置状态，对平时维护的要求也不是特别高。

当5G 网络开始运用后，PTN 网络的结构就会向着大三层开始迈进，所以对于三层网络的移动演变就需要引起足够的重视和考虑。在初始时期，移到核心部的是三层网络，三层网络下移集中的位置是核心部位的中心地点。这个位置作为桥接的位置，就可以帮助小三层PTN 模式节省为桥接地点特意设立所耗费的时间。这时，从三层网络所在的位置到下个桥接地点同样会产生比较大的损耗。在发展时期，将聚集地点作为桥接地点，流程在接入后，集中在这个地点后，再次进行接入。这个过程就会将小三层接入模式的复杂性大大降低，减少了桥接和接入过程中的网络传输损耗，互联网的传输过程就会变得更为方便。

3.2 PTN 在5G 网络下的技术革新

互联网的发展主要是通过扁平化的发展方向进行推进。这就要求互联网的发展需要对早期的发展方式进行变革，目前使用的LTE 也是在互联网扁平化发展过程中的一个应用。PTN 网络模式的发展同样也需要扁平化，因为扁平化发展可以让通信运营企业获得更大的发展自由度，降低对设备生产企业的依赖，以降低相关的运行投资成本。进行扁平化发展的关键是对网络架构层次进行优化和调整。这种扁平化的发展模式，可以对传统的基站位置进行替代，直接实现节点数量的降低，对机房的投资和使用消耗也可以大幅节省。此外，PTN 的扁平化发展也对目前的网络架构的形式进行了相应变化，使得目前的网络结构层次变的更为简便，拓展了PTN 传输通道，实 现了增宽。

3.3 5G 承载中的OTN 关键技术

5G 网络时代的发展，可以让宽带运行具有更高的传输速度、更高效率的运行以及更为经济的网络费用。同时，相关的业务传输也会消耗更低的耗能。当宽带传输速率大于100 Gb/s 时，相干技术就开始广泛运用。信号传输中，需提高传输的高效率，降低传输成本。目前，主要利用方式是使用4 级的脉冲幅度调试技术以及离散多载波技术对光接口进行革新。

3.4 DWDM 方案

针对当前网络建设以及对5G 网络通信技术的分析，可以考虑使用有源WDM 和无源WDM 两种不同的方案。无源方案中的DWDM 方案是5G 网络建设中的更为合理的方案。使用无源方案的DWDM 方案能够降低信息传输成本，增强信息传输效率，能够帮助接入侧使用信能的提升。

3.5 中传与回传网络建设

在中传和回传网络建设中，5G 通信传输网络对于宽带和组网的灵活性都有了较高的要求，需要根据同一承载方案进行网络架构的设计。具体网络架构中，骨干层、汇聚层与接入层的不同层次，都需要能够协同工作。除了对网络结构进行优化外，还需要利用OTN 网络，引入更多可以对以太网、多协议标签交换流量进行监控的方式来满足5G 通信传输网络的承载需求，以便能够达到5G 网络建设的标准。

3.6 运营商通信传输服务

在运营商进行通信传输运营服务中，也需要注意运营商运营成本和网络维护成本的控制，需要降低光纤的使用。当网络结构优化完成后，需实现网络结构的扁平化，对光纤资源的使用能够提高使用效率。

4 结 论

5G 通信传输网络的出现和普及，是未来网络通信行业发展的必然趋势，是目前的主要研究方向和发展方向。未来实现5G 通信传输网络的建设，需要相关通信部门和通信企业通力合作，共同努力。