5G承载网面临的挑战及建网方案探讨

2021-09-23吕景松

中国新通信 2021年15期

吕景松

【摘要】本文從网络架构，5G业务需求以及演进能力等方面介绍了5G承载网面临的挑战，并对5G承载网建网方案进行进一步探讨，为5G承载网网络规划与建设提供建议。

【关键词】 5G承载网网络演进

引言：

5G网络支持的增强移动宽带（eMBB）、高可靠低延时通信（uRLLC）以及海量机器类通信（mMTC）三大业务场景，为未来各种高带宽、低时延业务提供承载连接。eMBB业务需要承载网提供更大是带宽，uRLLC业务对承载网时延提出极大挑战[1]。

未来，5G承载网在网络架构、灵活连接、带宽、时延、同步等方面的需求均有巨大变化[2]。本文重点分析5G承载网面临的挑战，并对5G承载网建网方案进行进一步探讨，针对不同需求提出适合的5G承载网建网方案，为5G网络规划提供参考。

一、5G承载网面临的挑战

1.1 5G网络架构演变

在5G前传网中，从原有的BBU和RRU两级架构，演进到CU＼DU＼AAU的三级网络架构，其中根据网络与业务需求，CU与DU可采用合设或分离形式。根据网络需求和部署要求的不同，5G RAN三级网络架构在实际部署中采用多种形态及场景。5G核心网将根据应用场景需求部署在不同位置。其中，控制面可以采用集中部署方式（大区集中或省集中），用户面则根据需要采用集中或者分布式灵活部署。5G网络架构的演变对汇聚机房、管道、光缆、分纤点等资源构成挑战。

1.2 5G业务指标的影响

5G业务流向多样化要求网络连接更加灵活。eMBB业务对单站带宽的提升要求，需要5G承载网提供更大管道，接入层需要大于25GE的单站接入，汇聚层需要100GE。uRLLC业务1ms的超低时延要求，需要通过架构优化、5G核心网网关下沉、MEC下沉均需要灵活连接，需要城域网的L3功能下沉，应对流量灵活调度要求。5G网络及业务复杂化需要高效智能运维，需要引入SDN以实现控制和转发分离，提升网络集中控制能力，提升5G网络运维能力。

1.3现网大部分设备不具备演进能力

核心汇聚层：以10GE线路带宽为主，不支持100GE及以上接口速率占比大;汇聚层设备利用率较高，后续扩容改造工作存在较大困难;现网没有FlexE接口，不具备SR、IPv6功能。接入层GE环网带宽无法满足5G业务需求，带宽升级难度高;接入层大部分设备老旧，无法演进升级支持SR、IPv6等功能。现网PTN老旧设备多，5G演进能力不足，需要进行大量设备替换。

1.4 5G业务部署对4G现网业务影响大

4G业务采用L2+L3方式，5G业务采用HoVPN到边缘部署，现网设备需要配置IGP协议、IP地址以及部署SCN通道，不同业务的开通以及维护对运维工作提出的要求非常高。核心汇聚层具备升级能力的设备需要更换线卡以支持FlexE，设备升级会影响现网4G业务运行;同时，5G承载网需要引入IGP以及SR动态协议，动态改造的业务部署对现网挑战巨大。

二、5G承载网建网方案探讨

表1为5G承载网现网演进与新建SPN平台方案对比。

2.1现网演进建议

初期：小规模部署。前期主要关注eMBB业务，核心汇聚按需求升级至100GE，5G基站接入环升级到100GE，4G与5G承载共网。为避免对现网业务的影响，业务开通需要在夜间进行。

发展期：规模部署。eMBB业务为主，为uRLLC业务部署打基础。核心汇聚按需升级100GE， 5G基站接入环升级到100GE，同时为FlexE部署做准备。

成熟期：全网覆盖，新业务拓展。

全面部署5G业务，全网升级100GE，打造大带宽低时延灵活连接的5G承载网。

现网演进对业务影响极大，5G建设全周期内要不断的对网络进行调整，周期长且复杂，隐性成本巨大。

2.2 5G承载SPN新平面建设建议

初期：资源储备阶段，小规模试点。重点梳理现网机房、电、光缆等基础资源情况，储备好SPN新平面的基础资源。通过现网试点测试，提前了解SPN技术及方案明确目标网络架构，在规划、运维等方面做好知识储备。

中期：规模建设阶段。重点建设完善的SPN新平面的核心汇聚层，确保具备未来5年的业务承载能力。接入层依据基站业务的需求进行建设，可以依据基站的规划并适度超前来进行网络建设。接入层依据50GE/100GE的价格情况，选择性价比最高的速率来组网，设备选型应具备100GE能力。

末期：业务成熟部署期。在一二阶段基础上继续发展，核心汇聚层带宽逐步升级至400GE，接入层全面升级至100GE，利用网络切片技术，实现不同业务之间的隔离，逐步引入AI，实现意图驱动网络，进一步提升网络的智能化程度。