5G时代的传输网络建设策略探讨

5G时代的传输网络建设策略探讨

欧莹

中国移动通信集团广东有限公司广州分公司

摘要：随着5G时代的到来，人们对数据传输的需求将发生巨大的变化，5G通信系统也对传输网络的建设提出了更高的要求。中国移动网络运营商，目前大多数仍使用SDH光传输网络QoS高度重视质量，网络的结构与垂直结构为主体，也导致了传输网络开放性的某些不足，也使得周期较长移动通信网络建设、维护和升级成本较高，以满足后期5g网络运营的需要。因此，有必要进行更深入的分析和讨论PTN网络建设策略5g通信时代通过结合现有传输网络的技术特征的国内移动运营商和传输技术的先进的设计理念，使相关技术准备工作提前5g时代的到来。

关键词：5G时代；传输网络；建设策略；PTN

引言

与目前主流4G网络相比，5G网络具有更高的数据传输效率。然而，5G网络的商业应用距离现有的5G网络站点资源还很远。因此，必须对新的网络站点地址进行扩展，以实现超高密度的部署。5G网络作为一种数据传输工具，必然会对传输网络的要求更加严格。目前国内大多数的移动网络运营商仍然是SDH的发展的发展，过度关注网络QoS，并选择最网络结构是立式结构，网络的开放性的严重短缺，使得网络在优化和升级成本太高的扩张，建设周期长，很难满足需求的5g网络操作。本文主要针对目前国内运营商现有的传输网技术特点，结合主要的传输技术进行深入的探讨和交流，对5G时代运营商PTN网络建设策略进行具体的分析和探讨。

一、移动运营商传输现状

随着移动通信网中数据传输业务的快速增长，传统SDH网络已经不能适应数据类业务的增长，新型的传输网络技术以其支持弹性通道，更高速率、更大的传送流量等技术特点受到移动运营商的青睐。就当前而言，在IP化、5G化的趋势下，PTN、IPRAN在移动通信网络建设中得到了广泛的采用。其中中国电信以IPRAN为主，中国联通帽为IPRAN为主流，也引入了PTN。而中国移动的网络建设是以PTN为主。中国移动存量设备中，SDH与DWDM仍占有较大的比重，而在建的传输设备则多使用PTN。其中LTE业务主要由OTN与PTN共同承载。在移动通信本地网络传输网络，主要分为城域核心层、骨干层、接入层，以及地域骨干层，不同层面的对于网络传输设备的要求也各有不同。

二、两种主流传输技术主要特点及优劣分析

（一）PTN网络技术特点

当前，绝大多数的运营商LTE网络均通过PTN所承载。为了满足对QoS网络的有效保障，在PTN网络之中整体应用了MPLS-TP技术。在具体的实际应用当中，此项技术能够有效地确保在QoS方面起到良好的应用成效，然而伴随着网络规模的不断增大，同时也会发生一些潜在的问题情况，在针对这些问题进行分析时，应当对MPLS-TP进行简要的介绍。

MPLS-TP是一类基于连接的分组交换网络技术，其主要存在以下几项技术特点：

（1）应用MPLS标签来替代路径，节省了MPLS信用命令以及繁杂的IP功能。

（2）能够同时支持对多业务进行承载，可同时独立存在于客户及控制层面，还能够应用运行在各类物理层技术当中。

（3）具有十分强力的数据传输性能，且十分安全、可靠。

（二）IPRAN网络技术特点

此项技术最早是由IETF所提出，具有十分完备的标准文档信息。同时这一技术也是基于交换网络技术的基础之上所发展演变而来，绝大部分是基于传统路由器亦或是交换机的基础之上所改进而来，具有十分优秀的互通能力。IP在针对QoS的保障方面只能够尽力争取，IPRAN为了确保其内部当中的QoS，在具体的网络组建过程中选用了Diff-Serv技术。

传统的Int-Serv和Diff-Serv所不同的是其主要是以资源预留协议为协议机制，在针对每一项需进行处理的QoS数据流之中，于每个路由器当中予以相应的资源预留，从而满足于端口到端口QSs业务的对接，在Int-Serv网络规模相对较小时，应用起来较为良好。此两项技术最为根本性的差异即为其并非针对每一项业务流在相应的节点之上均采取了网络资源配置预留，而是将具有相类似要求的业务组自动划归为一种类型，以每一种类型为单位来实现对QSs的保障。相较于Int-Serv而言，Diff-Serv最为明显的优势特性即为降低了对于信用指令的依赖性，由此也便有效地规避了因软状态周期改变而导致网络系统损耗的加重。此外，其并不完全需要绝对的端口对接QoS保障，因此在一个十分庞大的网络结构之中，便可有效地采取化整为零的策略来实施管理，并最终达成对用户接口QoS的保障。

（三）两种传输网络分析

1.PTN优劣势分析

PTN的优势主要体现在：PTN商用能力强，能够快速实现网络部署；PTN在传输网络总体成本上占有比较优势。这主要是因为PTN商业进程快，在PTN设备采购成本相对较低，运维管理平滑，几乎不需要对现在运行的运维组织进行调整，就可以满足其运维要求。因此，从运维成本和设备成本方面都具有较大优势。PTN现网投资有利。PTN可以很方便的与SDH互联互通能力，达到传输网络平滑演进，降低了传输网络投资成本，又最大限度的保护了现网投资。PTN的综合承载能力已经得到了验证，无论是实验室测试还是外场测试，都对TN的综合承载能力进行了确认。PTN网管与维护能力强。PTN可靠性高、可维护性强，其自身所具有的良好的完善的网络管理及保护机制，使网络的质量与安全得到进一步保证，能够满足无线网络及大客户网络对高服务质量要求。PTN的产业链成熟。目前，国家相关部委已有了明确的PTN入网流程，《PTN总体技术要求》也进入送审报批状态，PTN国际标准已经明朗化。

PTN的劣势则主要表现为以下方面：无论是IETF、MEF还是ITU-T均没有对以太网业务的实现技术进行规定，可以使用的技术如QinQ（vlan嵌套），MAC此难以实现互联互通。保护机制还存在不足。ITU-T和IETF两大阵营因为对于PTN保护机制各执已见，也致使其保护功能不如MSTP完善和全面。目前主要有1：1保护以及1+1备份保护，而支持Steering保护或Wrapping保护，倒换时间相对延长，而且在Wrapping保护进行保护倒换出现丢包严重的现象，这样对于就无法满足大数据业务传输实时性的要求。PTN与现在网络中基于SDH的MSTP/ASON网络实现同步出问题，无法达到相互兼容。PTN设备处于商用化初期阶段，设备的稳定性与网络的成熟度和安全性方面还得到进一步实践验证。分组承载网对于分组网络上TDM业务传送出现分组丢失、抖动、分组包乱序。

2.IPRAN优劣势分析

IPRAN技术的优势主要体现：IPRAN技术可以对现有移动网络进行承载，同时，为各种业务的开展提供承载的平吧，使得网络资源进下统一协调，从而对移动网络运行能力的提高有很好技术支持。归纳而言，就是多业务承载、多进程、多分区；IPRAN技术的IP构架基本相同，从而可以使移动宽带具有丰富的路径，使组网运行更完善。可实现业务的自动化调整，进一步提高了业务通道配置效率。提高了移动业务的承载质量，可以为不同业务提供不同的业务保障。

IPRAN的劣势则主要表现为以下方面：与PTN技术相比，在网络的自愈保护方面相对较弱，而且在技术试验和测试过程中，也发现有的移动业务无法满足其需求。维护保养任务量大。因为业务路由的不透明，配置比较复杂，对故障检测较为繁琐。建设成本高，网络初期建设投资消耗较大。

三、5G时代传输网络的建设策略

随着移动通信技术的发展，4G网络已经投入商用多年，而5G网络也在进入了综合测试阶段，5G时代的到来，对于传输网络的建设也提出了更高的要求，通过对目前主流的两种传输技术分析，5G时代传输网络的建设策略如下：

（一）优化网络结构

5G作为下一代通信技术，相比4G不单单是多了1G这么简单，5G不仅能带来更快的传输速率和更高的网络带宽，也将带来超高可靠性和低延迟，并实现大规模机器间的相互通信。因此，早期的移动通信网络为了使其符合IP化的趋势，宜选用层次化网络结构，网络结构向扁平化的方向发展。在移动通信确认采取PTN技术做为5G发展的方向后，PTN扁平化发展具有以下优势：第一，能够降低运营商对设备厂家的依赖，进一步提高移动运营商对5G网络的掌控力。第二，能够很好的降低对光纤资源的投入和占用，降低网络的建设与维护成本。通过对网络结构层次的优化，实现网络扁平化，也可以使得节点的投入得到进一步优化，对机房建设支出降低明显，大大节约了建设成本。第三，可实现对目前现有网络系统的全面优化，提升PTN网络带宽，网络层次架构进一步缩减。

（二）选用MPLS为骨干

在传输网络建设时，应重新规划和设计网络层次，对PTN设备进行升级化改造。在这方面，需要在骨干网络层面保留MPLS，骨干网层以下停止采用MPLS。这样做主要是为了保证骨干网络IP传输质量。同时，针对LTE的技术特点，应合理规划LSP带宽，为了保证骨干网络的稳定运行，LSP宜配置带宽高一些。加大网络技术研发，针对不同的应用需求，提供合适的场景安排。在对城域网中PTN设备进行功能升级时，应能够同步支持RIP、BGP以及SOPF等相关路由协议。MPLS实现了面向连接的业务，在移动回传网上已经得到了大量的部署，成为了当前移动网络承载技术的首选。对于新的IP化基站，可以根据需要部署L2VPN或者L3VPN，增加网络的灵活度，为LTE的部署做好规划。

结束语

总而言之，在5G时代当中为了能够满足于超高流量密度、连接密度以及移动性等多个场景的同等化服务，并达到业务及用户感知的智能优化需求，传输设备在未来一段时期内将主要会朝向设备IP化以及网络层次化的方向发展，传统的网络传输设备和数据网络设备之间的边界已经愈发模糊，该文主要基于PTN运营商所现存的传输网络架构，向着5G时代网络发展建设展开了具体的策略分析。

参考文献：

[1]朱勇浩.下一代移动网络发展趋势与关键技术.中国电信业，2016.

[2]单筱茹.两大核心技术让5G从梦想走入现实.中国电子商情：基础电子，2016.

[3]王俏影.2.5G升10G网络优化工程割接方案.信息通信，2014.

[4]唐沐丁.光传输网络（OTN）交换设备中16×2.5G板卡的研究与实施.复旦大学，2014.