面向5G的新型城域承载网的建设思路探讨与实践

2020-11-26廖其彬顾思明解晓博

商品与质量 2020年7期

廖其彬顾思明解晓博

中国移动通信集团设计院有限公司四川分公司四川成都 610000

当前移动通信技术以10年一代的速度快速发展，1G实现了模拟语音业务；从2G开始移动通信进入数字化时代，提供数字化语音服务的同时还提供了低速数据业务；3G开启了移动多媒体时代；4G移动通信进入全IP时代，移动带宽业务爆发。5G时代，在进一步增强4G宽带无线接入能力的基础上，将重点放在支持万物智能互联。打造精品5G网络、全面推进5G三大场景应用。

1 目前5G承载面临的挑战

现阶段，各地区正在积极开展5G网络建设，其中“5G建设，承载先行”的口号阐述了承载网络对5G发展的重要性。但是，实际上5G时代下的业务特征及其网络架构明显区别于4G，这对于5G技术是一个巨大挑战。

5G的RAN网络能够在原有4G技术上进行技术结构演进。传统的4G网络采用了两级结构模式，主要包括RRU（射频拉远单元）和BBU（基带处理模块）；5G网络则采用了三级结构模式，包括AAU（有源天线单元）、DU（分布单元）和CU（集中单元），具体结构如图1所示。在这种结构改变下，5G网络的数据传输渠道进一步改变，带给承载网挑战[1]。

在目前的4G网络时代，逐渐凸显的单个基站宽带显著增加，基站不稳定的密度加大，造成基站选址困难、基站利用率低、机房成本增加等。在5G环境下，上述问题没有得到解决甚至会呈现出“愈演愈烈”的情况。基于这一特征可以判断，在未来5G技术快速发展的情况下，还需要进一步延续目前4G网络的BBU基础策略，将5G网络架构中的DU作为核心组网架构。

2 现有网络形态分析及融合策略

2.1 承载网

（1）承载网架构分析。承载网是数据网、传送网、接入网等多专业网络混合组网，相同专业又分多个不同功能的网络。现有网络已难以适应云、高速、低时延、个性化等业务需求。现有承载网主要存在以下几个问题：端到端结构复杂，用户体验差：移动、大客户、宽带业务贯穿核心、数据、传输、接入、基站等多个网络。网络冗余重叠、网络效率低：本地承载网（CE网络）与IPRAN网络纵向重叠，大珠三/云骨干/UTN省干横向重叠。

（2）承载网协议分析。IPRAN和城域网的MPLS采用的是LDP协议，LDP协议用于标签分配，但LDP协议较复杂，有11种不同类型的消息，如果LDP和IGP协议不及时同步会出现路由黑洞，同时LDP不具备流量工程能力。

业务层对VLL业务采用的是RemoteLDP协议，L3VPN业务采用的是MPBGP协议。业务层的协议不统一。

2.2 现有网络的整合与互通

为适应5G网络及云业务发展的需求，对现有网络进行了相应改造，满足了5G初期发展的需求，提高了网络的效率。

（1）IPRAN与CE网络的整合。骨干网层面，随着核心网的下沉和去属地化，承载B网的功能逐步减弱，B网与A网进一步融合。业务承载思路如下：本地CE网络不再建设，充分利旧。新增4G/5G业务通过IPRAN2.0设备承载。原有3G/4G业务逐步割接至IPRAN网络。

网络融合步骤如下。IPRAN网络核心直连核心网出口路由器。bIPRANMCE1核心、融合为对本地核心。IPRAN跨厂家互通，进行解耦组网[2]。

（2）IPRAN与城域网的互通。以业务为导向，在汇聚层横向打通本地城域网及IPRAN网络，实现双网有机互联，结合云骨干（省内原有的小省网改造而来）的统一调度，满足PON入云、智享专车等业务快速承载开通。

2.3 中转/回传的承载方案

在5G环境下，用户的业务需求产生了更加明显的变化。例如，mMTC物联网业务的处理需要采用大连接的模式，此时的业务带宽与业务需求存在差异。所以，为了更好地满足这种承载网的业务需求，可以考虑通过中转/回传的承载方案。

目前，主流的5G回传网络路由转发功能的实现主要有两种模式：①继续使用现有的IPRAN技术（基于IP的无线接入网），而为了可以更好地适应5G环境下对更大数据传输容量的需求，可以在IPRAN技术的基础上添加50GG或者25GE，且针对县级单位等提供基于WDM/OTN网络的大量波长链接；②若此时的WDM/OTN方案已经具备相应的ODUK（光通路数据单元）和MPLSTP（以太网/多协议标签转换传送应用）的分组业务处理模式，则可以在现有业务数据处理的基础上进一步增强其中的数据处理功能，采用一种更加紧凑的组网方案与设备形态来满足5G环境下的承载网灵活应用要求[3]。