探讨5G通信传输网络的建设需求及路径

2021-12-06陈丰

科学与生活 2021年23期

陈丰

摘要：本文主要研究5G通信传输网络的建设需求及路径，首先对5G通信网络的特点进行介绍，了解5G通信网络的结伴情况，重点分析介绍未来5G通信传输网络的发展方向、关键技术以及建设原则，在此基础上综合分析5G通信传输网络的建设需求和建设路径，希望通过本文的研究能够更加全面的了解认识5G通信传输网络建设，也为后期更好的建设5G通信传输网络提供参考。

关键词：5G通信;网络结构;建设需求;建设路径

1引言

当前主流的4G网络技术基本满足了人们的娱乐性需求，但是在通信传输中也存在信号延迟、传输速度慢以及受环境影响大等诸多问题，这些都对人们的使用体验造成较大的影响，建设应用更先进的5G通信网络逐渐成为人们的普遍需求。但是5G通信网络对于基础设备、建设技术等相关建设标准要求更严格，因此在现阶段加强对于5G通信传输网络的建设需求及路径的研究具有十分重要的现实意义，能够更加全面的认识5G通信传输网络的基本特点、发展方向以及建设原则等，从而制定更加合理的建设路径方案，更好的保障5G通信网络建设的质量。

2分析5G网络的特点

其一是信息数据传输速率更大。未来随着5G通信网络技术的应用，这一速度会数倍增加，每秒钟的传输速率约为10Gb，下载同样大小的文件仅需1秒中，速度提升上百倍。其二是通信延时更低，基本能够实现真正的实时通信，在终端之前的信息传输中5G网络的传输时间将降低到5ms以内。其三是信号传输更稳定，5G通信网络的通信传输频段更高，可以同时利用多个频谱，能够进一步提升频谱的使用效率，同时更好的保障信号传输的质量。

3分析5G通信传输网络及发展方向

未来5G通讯技术除了基本的通讯功能之外，会与更多其他科技结合应用，从而提供更加多样化的服务，未来5G通信传输网络技术的发展会与人们的生产生活要求相适应，呈现出更加多样化的特点。同时人们也对信息传输提出更加多样化的使用要求，比如物联网技术、远程控制、智能交通、智能家居等，能够切实为人们的生活提供便利。这也将成为未来5G通信发展中重要的方向之一。

随着5G网络通讯技术的不断发展，相关成本也会不断降低，5G技术在民用商用的诸多领域会更加普及，也会与人们的生产生活产生更加密切的联系，人们也会更加依赖5G通讯技术。未来想要真正在全国范围全面实现5G网络通讯，需要进一步提高技术水平，比如建设更多数量的基站。

4分析5G通信传输关键技术

4.1頻谱共享技术

利用频谱共享技术能够实现对于频谱资源的智能动态化的管理，而且频谱的配置管理不再受到网络的限制，5G用户在可以共享其他频谱，而且彼此不会产生影响，这样就能避免出现4G网络技术中出现的频段供应不足的情况。

4.2多天线技术与空时编码技术

多天线技术是指5G基站中会同时使用多根独立运行的天线来保障系统的运行性能。采用多天线技术，每根天线独立运行，都可以实现信息的接收、发送，运行更加可靠。同时在多天线的基础上，不同的用户可以组建虚拟MIMO系统，提高信息传输过程中的容量和效率。

4.3非正交多址接入技术

在5G通信网络中主要使用非正交多址接入技术，一般也称为PDMA技术，这种技术能够提升50%以上的无线网络接入容量，更高效的利用频谱。

4.4网络切片技术

分离切片技术能够分离网络服务中的用户面和控制面，独立部署设置相关内容，既能满足用户按需付费的需求，又能有效保障系统的安全。而5G通信网络中采用的切片技术能够将实物物理网络进行切分得到虚拟网络，被切分后得到的虚拟网络彼此之间相互独立，没有影响，而且虚拟网络直接连接用户端和控制端，在实际使用中可以根据用户的需求进行组网，从而更加灵活的部署网络。

5分析5G通信传输网络的建设规划原则

5.1 5G通信传输网络硬件设备建设步骤

5.1.1 PTN扩容

在5G网络设计中，将分层交换网络设计在SDN+PTN下层，用于实现端到端的网络服务，而且多接入边缘计算MEC和L3VPN都会下沉至汇聚节点和网络边缘。这样的设计导致省级行政区域内的5G通信传输网需要承担各种复杂的综合业务点和汇聚点，必须有足够容量的宽带。

5.1.2 PTN升级

针对当前使用的环网网络架构，在每个环内新接入6个站，综合宽带收敛的情况，如果其中某站容量达到峰值，在网络结构中的接入层、汇聚层和核心层应该分别保障有至少40GE、400GE和7T的容量。这样在5G通信网络应用的前期可以继续依托现有PTN网络，后期逐步升级PTN网络设备，实现5G通信网络的SPN功能。

5.1.3 SPN新建

在5G通信传输网络的建设后期，可以采用新建SPN的方式来建设5G通信传输网络，这一阶段可以直接将SPN相关技术一次性引入，完成SPN切片分组网络的构建，实现5G通信网络的相关功能。

5.2 5G通信网络网络建设原则

5.2.1回传功能建设原则

针对5G通信网络的汇聚与核心区域，由于5G通信网络前期对于系统容量要求相对偏低，现有的网络系统能够基本满足相关服务需求，可以将原有系统升级为40-100GE，后期在使用过程中，随着网络业务需求不断增加达到系统的扩容标准之后，再进一步升级搭建100GE系统。

5.2.2基础资源层建设原则

5G通信网络建设规划中，必须提前充分准备机房资源，并设计科学全面的机房管控方案，在运营过程中根据5G通信网络服务需求的不断增加，逐步释放机房资源，统筹接入相关业务，更好的保障基础资源的充足性。

5.2.3系统组织建设原则

在5G5G通信网络建设中，为了更好的控制建设成本，应该首先采用升级扩容现有PTN系统的方法建设5G通信网络，当升级扩容不能继续满足网络运行要求时再采取新建的方法进行升级。

5.2.4 5G前站建设原则

当5G前站建设出现站点之间距离过长或者光纤数量不足的时，可以根据5G前站建设的实际情况，补充搭配使用有源设备或者无源波分设备，共同实现5G前站建设。

5.2.5宽带的规划配置及网络对接原则

5G通信网络的宽带配置按照8：2：1的比例分别配置到接入层、汇聚层和核心层，按照这样的比例，预估客户端接收的实际带宽能够到达宽带的80%，约为每户20M的标准。随着后期设备服务的不断升级，用户实际带宽也会更高。在具体业务中，可以按照需求的不同调整CIR数值。另外在其他网络的对接中一般采用双节点对接，更好的保障对接可靠性。

6分析5G通信传输网络的建设需求

6.1高于4G的帶宽传输

5G通信网络技术的应用更加多样化，这就需要更高的带宽来支撑相关功能。5G通信传输网络对于宽带、频段和频谱的要求都会更高。在宽带方面，5G宽带要达到LTE的10倍以上。同时在5G基站的建设方面，需要有更高的规模数量要求。

6.2降低通信时延

目前使用的移动终端会受到周边环境等因素的影响出现时延，影响用户的通信体验，未来5G技术的应用场景会更加广泛多样化，对于信息传输的实时性要求会更高，因此要尽量降低网络传输的时延。

6.3 灵活组网

5G通信传输网络中会用到回传网络和中传网络等不同类型的网络结构，这些网络在使用中需要采取更加灵活的组网方式才能更好的发挥作用。其中回传网络需要将5G通信传输网络、核心网络、邻近网络中的CU连接成一个整体。如果在网络建设中由人工连接配置网络不仅难度大、成本高，而且组网效果会比较差。对于中传网络，前期能够比较稳定的连接DU 和CU，但是随着5G通信网络应用范围的不断扩大，CU部署会更加成熟，需要进一步提升DU的动态扩容能力。而且DU和CU在5G云化阶段会产生变异，网络中的对应关系会发生较大的改变。需要单独配置这种一对多的关系，并根据网络运行的情况统一进行调度。

7分析5G通信传输网络的建设路径

7.1 5G通信网络中网络建设路径

5G通信网络中网络建设需要分四步完成，第一步是建设前传网络，可以采用有源WDM或者无源WDM两种不同的方式进行建设，其中后者的传输更便捷，在实际应用中更够以更低的成本运营，而且运行使用中的维护成本更方便，在5G通信网络建设应用更多;第二步是建设是中传和回传网络，这部分建设的目的是更好的保障5G通信网络的宽度，更方便的进行组网，中传和回传网络构架主要包括三部分，分别是核心层层、接入层和汇聚层。一般在这一环节会用到OTN技术，能够进一步提升5G网络的承载能力;第三步是建设云化数据中心，利用云化数据中心满足未来5G通信网络应用中数据在较远距离间的传输;第四步是对网络结构进行不断优化升级。

7.1.1 对现有网络结构升级改造

为了更好地实现对于5G网络结构的扁平化设计，前期的升级改造要尽量降低运维成本，尤其是尽量少的使用光纤资源，而且网络层级要尽量少，这样才能更好的实现网络结构的扁平化。网络结构升级改造不会一蹴而就，需要根据当地5G网络建设的实际情况进行合理有序的规划，逐步实现对于整个网络的升级改造。同时需要根据5G通信网络的整体设计对某些局部进行调整，以便于后期根据网络需求扩展网络容量。工作中还要结合当前网络特点和公司实际情况对网络升级改造的工作重点进行调整，选择合适的工作内容，尽量降低网络结构之间的层级，更好的提升5G通信网络的宽带质量。

7.1.2完善城域网的PTN网络

在对骨干网络进行改造同时，要进一步完善城域网络中的PTN网络。在5G网络中需要使用大量的LTE站点，而且未来随着5G网络的不断发展，LTE站点的数量也会进一步扩展，LTE站点分布会更加密集，这会导致5G网络建设的成本不断增加，为了更好的控制网络开销，更加充分的发挥网络资源的作用，需要进一步结合QoS技术与IP技术，在更多样化的场景中发展使用Diff-Serv技术。

7.2网络建设中确保带宽和组网的灵活性

在布置5G通信网络中按照统一方案部署宽带和组网，但是实际建设中，可能会面临不同的网络层次，比如组网可能会在汇聚层、接入层或者核心层等不同的位置进行。这就需要对网络结构进行改造，从而更好的满足5G通信传输网络中多样化的传输承载要求。比如在在网络建设中流量监控可以借助以太网或多协议标签来实现，从而保障5G通信网络的健康发展。

在5G通信传输网络建设发展过程中需要不断升级老旧设备、优化网络结构比，并对网络传输技术进行更新，只有这样才能更好的满足5G通信网络的功能选。一般可以通过优化网络层次的方法对网络传输技术进行更新。其一可以使用MPLS多协议标签交换技术来保障IP的传输质量。其二可以使用数字信息处理技术，对通信传输中的数字信号和模拟信息进行转换。

7.3安全性建设路径

以在建设5G通信网络过程中要高度重视针对信息运输存储环节的监管和防护。可以根据信息传输的特点构建可视化动态系统，在网络安全保护网的关键位置放置核心内容，并建立相应的应急处理预案。这样在运行过程中一旦发现安全性问题或者运行漏洞，可以立即响应保护系统和应急预案，有利于降低安全问题导致的损失降。

7.4以城市为主体并做好人口预测

网络运营商在建设5G通信网络时应该以城市为主体。同时要结合用户的需求布置与5G相关的应用场景。比如可以在营业展厅中布置智能家居体验区，实际应用可以先在一线城市进行，然后逐步向二、三线城市推广。另外要做好某些地区的人口预测，根据未来人口结构和数量的变化调整5G通信网络的布局建设。一般可以结合社会学和统计学技术对某地区某时间点具体的人口水平进行预测。

8结语

总之，5G通信网络建设已经成为人们的普遍需求，建设5G通信网络对于改善生产生活都有着重要的作用。在5G通信网络建设中需要用到诸多先进的技术，而且必须遵循一定的建设原则，这样才能更好的保障5G通信网络的建设质量，同时在实际建设中需要做好人口预测，制定完整的建设路径方案。未来随着5G通信技术的不断发展，5G网络建设的要求会更加严格，5G通信传输网络的建设中也会遇到更多更复杂的问题，这就需要人们不断加强对于5G通信传输网络建设的研究，制定更加合理的建设方案和维护措施，进一步提升5G通信传输网络的建设质量，更好的满足人们对于5G网络的需求。

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