基于4G承载网的5G承载过渡方案研究

2019年4月基于4G承载网的5G承载过渡方案研究张振新（中睿通信规划设计有限公司，广东省广州市天河区510630）

通过对5G业务【摘要】本次分析了基于4G承载网的5G承载网建设模式中存在问题并提出相应的解决措施。本文结合工程开展实际情况，

研究在5G建设前期，通过对4G承载网的优化调整，提升5G业务开通效率。需求以及现有4G承载网的特性进行剖析，缩短承载网建设周期，

相关结果可给今后国内运商营5G承载网建设提供一定的参考建议。【关键词】过渡方案5G承载网；【中图分类号】【文献标识码】【文章编号】（2019）TN929.5A1006-422204-0022-02

目前5G已进入快速发展的阶段袁国内各大运营商已经开始部署5G试验网遥作为通信网络基石的承载网袁更需要提前做好网络部署袁以迎接5G业务需求的大挑战遥在经过2G尧3G尧4G几个阶段袁国同运营商的承载网均形成相当的规模遥随着移动互联网和物联网业务的飞速发展袁5G技术已成为业界焦点袁作为移动通信系统的关键组成部分袁承载网所面对的挑战及部署方案的研究也被大家所关注遥[1]以过往的建设经验袁新的网络需求都是通过对现有承载网进行逐步调整尧适当优化的基础上来完成业务承载遥因此袁如何基于4G现有承载网进行优化改造来承载5G业务需求袁将成为国内各大运营商下一步的建设重点遥

1引言渊1冤割接式院

从基站敷设光缆至主干光缆袁以开天窗方式袁双向6芯与主干光缆的6芯进行熔接遥8~12个基站共用同一带主干光缆纤芯开通PTN接入环遥主干光缆纤芯一般除中继业务尧维护纤芯等需求外袁其余纤芯均以上述方式承载基站业务或集客业务遥而接入光缆一般空闲12芯尧36芯袁用于维护以及后期其它需要上联至该基站的业务使用遥

接入光缆以及主干光缆纤芯使用如图1所示遥

24G承载网的网络特点各运营商目前已形成较为稳定的设备网尧光缆网袁5G的高速率尧低时延等对设备功能尧光纤容量及连接密度提出更高要求袁对网络拓扑优化提出挑战袁设备系统尧基础设施架构都将发生变化遥相比于LTE网络袁5G网络部署方式更加多样化袁这种多样化的部署方式在实际网络部署中存在较大的不确定性遥[2]现有4G承载网情况如下院

图1割接式

2.1设备网

现网基站的光缆纤芯复杂袁多以24芯尧48芯为主遥接入光缆的接入方式主要为割接式尧跳接式遥

2.2光缆网

现有设备网接入环以GE尧10GE接入环为主袁汇聚层以100G为主袁骨干层已逐步组建200G环遥现有接入侧GE设备较多可升级为10GE设备袁但无法引入FlexE尧SR尧Ipv6等关键新特性袁仅能采用L2+静态L3VPN方式承载新增5G业务的传输建设方案袁满足eMBB业务遥

渊2冤跳接式院

从基站敷设光缆至光交箱袁双向共4芯通过配线光缆的共享纤芯进行跳纤遥多个基站共用同一带配线光缆纤芯开通PTN接入环遥配线光缆的纤芯预分配一般为独享24芯袁共享24芯遥独享纤芯主要用于PON接入尧裸纤业务等需求遥共享纤芯则用于跳接开通PTN接入环遥该种接入方式袁接入光缆一般空闲20芯尧42芯袁用于维护以及其它上联需求遥

接入光缆以及主干光缆纤芯使用如图2所示遥在5G网络建设前期袁对承载网的需求主要体现在以下两方面院

35G业务需求对承载网的挑战3.1带宽需求

用时的安全认证与保密工作遥

ESIM技术在物联网中广泛应用是必然趋势袁现阶段ES鄄IM技术已经广泛应用在我们日常生活中袁只是尚未被我们熟悉了解遥为此袁本文主要探讨了ESIM的技术特点袁并从应用模式尧产业链和应用案例三个方面分析了ESIM技术在物联网中的应用趋势袁最后提出了ESIM技术在未来发展中要重点解决的问题遥

[1]周代卫袁周宇袁孙向前.嵌入式SIM卡标准化进程与远程管理技术研究[J].移动通信袁2014袁38渊09冤院42-47.

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4小结参考文献

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收稿日期：2019-3-17

2019年4月图2跳接式

按NGMN的带宽规划原则袁单站峰值=单小区峰值+均值伊渊N-1冤袁单站均值=单小区均值伊N遥

图34G及5G单站平均带宽需求

6G宽峰以4G值下单需求袁高站频带在暂宽7.2G时需求不以考在下虑1.2G袁均袁按值此以带计下宽算袁5G需求为一个低频4G/5G单站带0.45+3=3.45G共宽模基需求站在遥带整体3.2传输纤带芯宽需求

约等于4G的5倍遥

5G前传网络院当光DU缆纤为芯分需求散设分析置时如袁下一院

般采用铠装尾纤与AAU连接袁不需要占用传输和光缆资源曰若AAU距离较远袁也可采用渊C-RAN光纤直冤驱拉时袁一远般采设置用袁纤光芯纤需求为直驱方2式芯袁/AAU每个遥AAU当DU采用集中2设芯置光纤上联至DU袁室外基站一般设置3个AAU袁需占用6芯光纤曰若纤芯资源不足或DU集中机房至AAU距离过长袁对整体光缆纤芯消耗过大袁可采用波分承载方案袁纤芯需求为2芯或CU者4芯遥中传和回传院中传和回传网袁与每传输个传输设备环之占间采用4用芯光2芯纤尾遥

纤相联采袁用传输传输设设备备采承用载环袁形DU组尧现有2G尧4G站点主要以PTN承载方式开通袁通过割接式尧跳接式组建PTN接入环开通PTN设备承载无线业务袁占用上联光缆纤芯为双向共4芯遥5G站点大集中模式袁需要占用上联光缆纤芯共58芯曰5G集中模式袁需要占用上联光缆纤芯共10芯曰分布式模式与现有模式一致袁占用4芯光缆纤芯开通PTN接入设备遥

现有接入模式与5G站点承载模式的纤芯需求对比情况如图4所示遥

45G承载网的过渡方案图4

考虑到4G和5G网络在未来较长一段时间内存在着协作关系袁5G承载网在5G建设初期将基于4G承载网进行优4.1化改造设袁备混合网的过承载4G渡和方案

5G需求遥

面向5G传送网规划建设的目标网络是构建一张覆盖完善尧功能全面尧性能优良袁能够满足各类业务需求的网络遥近期面向5G的传输建设方案总体上可分为野PTN扩容冶尧野PTN升级冶尧野新建SPN冶三种袁分别适用于不同的业务需求尧建网阶段尧网络现PTN扩状容和院资在现有源条件PTN等遥

系统的基础上袁以满足5G建网初

通信设计与应用23

期少量站点开通和仅承载eMBB业务承载为主要目标袁按需提升系统容量尧新增站点尧优化组网结构袁但不引入FlexE尧SR尧组网层面Ipv6等关键新特性袁仍采用L2+静态L3VPN方式承载新增5G业务的传输建设方案遥PTN扩容建设过程中袁除5G新增站址配套之外袁主要利用存量PTN设备的机架尧槽位尧端口资源袁以扩容板件并模建PTN网和升局级部院连续在现有充分利覆盖PTN用现有及各系统PTN类5G的业务基环础路承上容载袁量以为主为目满足遥

标5G袁设中等备支规持逐步L3到引入FlexE尧SR尧Ipv6等关键新特性袁采用新边建缘SPN方式来院以承满足载5G5G业务大规模的建L2+动态L3或连续设方覆盖案遥

和各类业务需求为目标袁根据技术成熟度分步或一次性引入FlexE尧SR尧Ipv6等关键新特性袁在部分区域或全网新建SPN系统并具备端到端独4.2立组网能力的建设方案遥

由于光缆4G网的与优5G化站整点的改

组网方式在架构上发生变化袁导致光缆网的渊1冤光承缆载网的方式拓随之需扑需要要调调整整遥遥

以往4G站点的组网以总线式为主袁多个站点共用同一带纤芯袁组成PTN接入环来承载业务遥而5G站点需要进行大集中遥在前传解决方案时袁组网方式变成星形袁汇聚至CU/DU集中机房遥因此袁光缆网结构更多考虑如何快速解决5G站点接入袁以光纤直驱方式袁上联至集中机房渊2遥

冤光缆网需要重新评估纤芯需求遥多个4G站点可以共用同一带纤芯解决上联问题遥而每个5G站点在前传方案时需要占用光缆纤芯袁尤其在5G建设初期袁彩光方式尧单纤双向等节省纤芯的解决方案尚未成熟袁整体纤芯需求相比4G站点成倍数增加遥在集中机房周边的光缆段袁纤芯需求尤为集中袁甚至成为5G站点开通的重要瓶颈遥因此袁需要对集中机房周边业务发展有较为准确的评估袁根据整体纤芯需求袁合理规划光缆渊3网冤光纤缆芯网遥

安全性需要重新考虑遥4G站点在业务保护方面袁是通过PTN设备的电路保护机制尧网管监控等手段来实现遥5G站点以光纤直驱方式进行前传遥因而在安全方面有所缺陷袁无法在发生故障时自动启动保护路由切换袁也无法在网管上进行监控遥现有网络结构袁只能通过双路由来解决安全问题袁但依然未能很好地解决业务故障处理问题遥同时对光缆网的纤芯需求增加一倍遥很多路段由于地理环境等因素袁无法实现双路由建设遥因此袁5G前传的安全性依然是未来需要重点解5决结的问题束语遥

性的5G同时带袁来对了承超高载网带也宽提尧出超了更大连高接的尧超要低求时遥延[3]尧在灵建活设切周片期等尧特成本尧技术等方面尚未成熟的前期袁5G站点的建设需要基于4G承载网进行优化建设遥承载网需要大力发展优化现有承载网技术袁解决5G业务功能需求遥随着5G网络发展袁网络技术尧产品形态尧业务应用等方面将进一步得到推动发展袁有效地提升我国信息化水平袁实现野网络强国冶的宏大目标遥

[1]参考文献

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方案探讨[J].邮电设计技术袁2018袁No.507渊05冤院[3]2017虞文海.5G时代承载网面对的挑战及部署方案探讨收稿日期：渊5冤.

[J].信息通信袁2019-3-10