面向 5G的 CRAN承载方案研究

面向 5G的 CRAN承载方案研究

左丹 闫妍

中国移动通信集团吉林有限公司长春分公司 吉林长春 130000

摘要：5G通信网络承载方案的制定要通过对硬件设施的建设，才能够完成对各类信号的有序传递工作，要在了解5G通信常用技术的基础上，完成对于整个通信系统各类设施的合理配置和优化工作，最终让5G技术能够更好地完成对于大批量数据的传输工作。

关键词：5G；CRAN;承载；方案

引言

5G（第五代通信技术）致力于构建信息与通信技术的生态系统，是未来无线网络发展的前言，对全世界发展相关行业产生了巨大的推动作用。与目前成熟的4G技术相比，5G技术可以更好地满足未来爆炸性的移动数据流量增长，并支持海量设备连接，通过与行业之间的深度融合，满足不同企业终端互联网的个性化需求。

15G网络的发展分析

目前，5G网络技术在通信网络建设中应用，其三大应用场景包括uRLLC（超高可靠与低时延通信）、eMBB（增强移动宽带）和mMTC（海量机器通信）。同时，这些通信网络建设场景领域对5G网络技术的研究和应用仅处于刚刚起步的初期阶段。以eMBB场景为例，其采用5G网络技术进行有关通信网络建设主要集中在面向高清视频以及语音、互联网、视频电话、下载、UHD3D视频、VR等方面的高网络传输速率以及高带宽业务进行优化与改进应用，并且随着其在该场景领域中的应用发展，逐渐向uRLLC场景及其有关内容建设层面过渡，以实现5G网络支持下的面向远程医疗与自动驾驶、人工智能、智慧工厂等具有低时延与更高可靠性的通信网络组建需求特征的领域发展，然后在其各项技术逐步发展成熟情况下，最终实现向mMTC场景领域延伸，从而实现面向监控与传感器、智慧城市等具有低功耗与高连接密度业务特征的发展方向转变。

2科学分析5G网络对于传送网的基本需求分析

从整体的角度上分析可知，5G网络所能够覆盖的范围要比4G网络更加的密集，也正是因为这样的原因，也就导致了它对于承载网的需求将会发生相应程度上的变化，这些具体的变化主要表现为以下几个方面：首先使得对于承载网更高容量方面的要求。研究技术人员在展开相应研究工作的时候，始终都是将“用户体验”作为研究的中心，需要在任何时间地点上，都能够为相关用户提供100Mbps以上的网络传输速率，更为关键的是，热点情况下地区甚至还需要提供1Gbps的用户体验速率，这些方面的数据在与传统的4G网络展开比较之后可以发现，在整体上已经达到了1000倍的数值，所以也就会对移动回传网络的基本容量带来极大程度上的挑战。其次是因为基站之间的协同系统引入流量，使得回传网络的结构发生相应的变化。根据长时间的研究分析发现，5G无线网络的基本结构将会从根本上发生相应的改变，所以整个基站之间将会发生深度协同的情况。从一方面来讲，基站之间的流量宽带将会得到显著化的提升，从另一方面来讲，基站点之间的协同系统，将会提出时延达到1ms的水准要求，而基站联合将会呈现出±400ms的同步时间状态。为了能够在根本上科学有效的满足5G网络未来建设发展的基本需求，因此整个承载网网络的基本架构也需要发生相应的变化。由此我们可以较为清楚的认识到，5G网络的研究开发工作，与以往4G网络相比较看来，的确对传送网的要求相应的提高了，因此在实际研究过程中也就需要予以高度重视。

3基于C-RAN的移动城域网5G承载方案具体设计分析

首先，在进行5G网络的前传承载方案设计中，应对其前传接口的网络传输与承载要求进行明确。需要注意的是，与4G通信网络不同，5G网络的前传接口采用Etherent/eCPRI接口形式，并且其接口带宽一般设置为25 Gb/s；前传接口在5G网络的通信传输运行中，对时延以及分组丢失、时间精度等要求均比较严格。因此，需要在实际设计中避免采用分组化的以太网接口设计，以控制其网络设计中因带宽和天线数的解耦导致整个网络前传接口的带宽幅度明显降低。此外，由于5G网络的组网设计中，与4G网络不同，它不是以回传为主，而且通过将网络前传、中传及回传等不同网络单元进行并重设计，同时确保5G网络前传接口的eCPRI带宽为25 Gb/s，因此，导致其网络接入层所面临的问题和挑战均比较大，对面向5G网络的接入层设备的客户接口设置要求为10GE/25GE，而网络接口的带宽应大于25 Gb/s。结合对5G网络前传接口传输指标及其要求的分析，在进行5G网络前传组网传输方案设计中，本文共设计了光纤直连、彩光+无源WDM及FO承载三种不同的组网连接方案，并对各方案在实际设计应用中的特点、优势进行相互对比。结果显示，采用光纤直连方式进行5G网络前传组网设计，其具体连接与操作虽然比较简单，但在光纤资源消耗方面的问题较为突出，因此在密集区域与光纤资源较为匮乏的区域，其设计应用可行性较低。而彩光+无源WDM的5G网络前传组网连接方式在实际设计应用中，虽然能够实现较好的光纤资源节约效果，并且其网络建设的成本较低，但受25 Gb/s彩光模块中所存在的产业链问题局限影响较为突出，同时由于其无源波分波道的数量有限，在实际设计与应用中推广较为困难。最后，采用FO承载方案进行5G网络前传设计，不仅进行组网建设的方式较为灵活，而且对光纤资源的消耗和占用较少，但是其对投资建设成本的要求较高，同时在网络建设中对机房电源配套等要求也比较高。此外，结合当前采用FO承载方案进行5G网络前传组网设计与应用的实际情况，其在网络承载能力方面，能够通过线路侧进行100 Gb/s的带宽速率提供，同时在客户侧能够实现10多个自适应业务端口提供，因此在实际设计与应用中需要结合其带拉远站数量对FO承载方案进行合理选择和设计应用。

4 5G承载网关键技术

光传送网技术。中长距离传输、光模块和ROADM全光网均隶属于光传送网技术的范畴，可以其涵盖范围之广泛。若传输的距离相对较短，此时可以首选强度调制系统、直接检测（IM-DD）系统。也就说，随着技术的不断发展，超频非相干技术，具备十分广阔的发展前景。FlexE灵活以太网技术。FlexE灵活以太网技术在增强以太网轻量级的基础上，将FlexEShim层增加在以太网L2（MAC）及L1（PHY）的中间。时分复用机制在该技术中得到了淋漓尽致的应用，时隙方式能够有效分配不同业务端口的数据至各个种子通道。段路由技术。段路由（SR）技术属于源路由技术，SR-TP以及SR-BE均包含在该技术中。能够对IP-MPLS网络的能力进行最大化的优化，对网络的可扩展性进行大大的改善，且为TE和FRP功能的实现扫清障碍。超低时延技术。光纤和设备是整个承载网络之中时延产生的主要来源。光传输的距离主要影响的是业务端到端传输的时延。通常来说，仅仅光纤这一设备，就就可能导致高达70%左右的时延。因此缩短传输距离则是提升网络运行效率的重要措施。

结束语

总之，随着5G网络关键技术的快速发展，5G承载网络方案必不可少。转发面、管理控制面和同步网为5G承载网络的核心要素。随着5G网规模试点的全面铺开，5G承载组网方案必将更加丰富化，从而更好的推动5G网络的应用实践。

参考文献

[1]潘亮.面向5G网络的传输承载方案[J].电信快报,2019(12):16-19+28.

[2]黄贤宝.5G承载网关键技术及建设策略[J].信息通信,2019(11):253-254.