5G承载网方案研究

　　随着移动互联网和物联网市场与业务应用的飞速发展，5G技术在近几年成为业界焦点，5G承载方案研究也被提上议事日程。

　　5G技术面向移动互联网和物联网，主要涉及4个技术场景：连续广域覆盖场景、热点高容量场景、低功耗大连接场景和低时延高可靠场景。前两种场景主要面向移动互联网应用，后两种场景主要面向物联网及垂直行业应用。

　　通过分析5G主要应用场景，可以提炼出5G无线网络对承载网的需求：

　　●   带宽需求。连续广域覆盖场景是移动通信最基本的覆盖方式，需要随时随地为用户提供100Mbps以上的用户体验速率；热点高容量场景面向局部热点区域，需要满足用户极高的数据传输速率和区域范围内极高的数据流量需求，包括1Gbps用户体验速率、数10Gbps峰值速率和数10Tbps/km2流量密度；

　　●   低时延、高可靠性需求。车联网、工业控制等垂直行业对时延、可靠性要求苛刻，需要实现毫秒级端到端时延和几乎100%的可靠性。这要求承载网既能提供极低的传送时延、极低的处理时延、严格的频率同步和时间同步能力，又能提供极强的故障恢复能力。

　　●   低TCO需求。5G网络广域覆盖、高密度、大容量、大带宽，势必对承载网元有海量需求，承载网规模将非常庞大，这就要求承载网元低成本、低功耗、易维护，最大限度降低TCO。

　　●   智能化需求。5G网络以SDN作为基础技术，控制面和转发面分离，整个网络会更加灵活、智能、高效和开放。作为5G转发面的一部分，承载网也必须具备SDN功能，从而构建面向业务的网络能力开放接口，支持多域协同、网络分片，满足业务的差异化需求，提升业务的部署效率。

　　●   设备大容量、大带宽、接口数量多需求。5G时代，承载网设备数量大，MESH拓扑结构场景多，带宽、接口消耗大，要求设备具备大容量、大带宽、接口数量多的特点。

5G承载网方案分析

部署策略

　　4G网络主要面向移动互联网，是5G网络的一部分，并为5G网络的建设打下良好的基础。但5G网络的要求比4G网络严格，5G网络面向的对象比4G网络多，规模远远大过4G网络，在4G网络基础上向5G演进并不能完全满足5G面向物联网的需求。因此，从保护历史投资及降低5G网络的建设成本考虑，面向移动互联网，运营商将会选择在4G网络的基础上向5G演进；而面向物联网，运营商会采用新建的策略。承载网是4G/5G网络的一部分，运营商将会采用同样的策略。

网络拓扑结构扁平化

　　5G时代，网络进一步扁平化，“业务云”进一步下沉，“业务云”到“业务端”的纵向时延及“业务端”到“业务端”的横向时延大大降低，对承载网的时延要求比4G时代更严格，承载网必须向扁平化发展。

　　传统承载网分为接入层、汇聚层、骨干汇聚层、核心层、业务落地多层结构，在5G时代承载网会在保持接入、汇聚、核心三层主体结构不变的情况下进行一定程度的简化，汇聚层将不经过骨干汇聚节点进行二级汇聚，经过一级汇聚后直接口字型双上联到核心层，替代目前的环形组网，甚至在设备能力许可的情况下，业务落地层也会被简化。

　　5G承载网拓扑结构构想如图1所示，汇聚节点下挂接入环，直接双上联到核心层，为满足跨域的基站横向流量调度，汇聚需要成环，核心层实现业务落地，并和“业务云”设备全联接，为满足跨多个汇聚环的业务调度，核心层也成环。

大带宽接口、大容量需求将是常态

　　5G面临的第一个挑战就是带宽的挑战。5G基站带宽均值将超过1Gbps，峰值更是超过10Gbps；对S111站型，CIR/PIR将达到4Gbps/16Gbps。按每接入环6个站、1个站达到峰值带宽计算，接入环带宽将达到40Gbps，考虑到5G基站的密集程度，100G组网可能性更大；而核心层/汇聚层则有可能达到T级别组网。

三层下移

　　5G时代，基站之间的横向流量将远远超过LTE时代的流量，延时要求甚至在1ms内，远远低于3GPP定义的LTE基站间理想时延（10ms）。LTE时代，三层一般高置，主要部署在汇聚骨干节点或核心层之上。5G时代，一方面，三层下挂基站将更多，路由条目数量将更大，三层设备流量调度任务中，如果还将三层高置，三层设备将不堪重负，一旦三层节点故障，影响范围很大；另一方面，三层高置横向流量时延大，将不能满足5G时代基站间横向流量时延需求。

　　三层下移带来两个好处：一，三层设备下挂基站减少，流量减少，路由条目减少，压力大大降低，安全性能增加，故障影响范围也大大减少；二，基站间的横向流量跳数减少，时延减少。 分享到：