5G背景下的传送网演进,该文是背景有关专科毕业论文范文跟演进和传送和网演进有关学术论文怎么写.
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自2015 年,ITU 正式定义了5G 的三类典型应用场景,包括eMBB（增强型移动宽带）、mMTC（大规模物联网）、uRLLC（超高可靠超低时延通信）.2017 年下半年以来,我国5G 的发展速度可谓是快马加鞭.三大运营商相继公布了5G 时间表,计划最早能在2019 年实现预商用,2020 年规模商用.5G 网络拟提供业务的主要特征包括大带宽、低时延和海量连接,从而对传送网在带宽、时延和组网灵活性方面提出了新的需求.本文结合5G 时代场景对带宽、时延和组网灵活性的需求,对传送网的演进方向进行探讨.
一、5G 网络的结构演变
1.1 RAN 结构的演变
由于5G 网络的业务特征的变化将对RAN（无线接入网）的结构形式发生改变.5G 的RAN 网络将从4G/LTE 网络的BBU（Baseband Unit,基带单元）、RRU 两级结构演进到CU、DU 和AAU 结构,
CU 和DU 部署的两种不同方式.为CU 和DU 分开部署的方式,相应的传送网也分成三部分,AAU 和DU 之间是前传（Fronthaul）,DU 和CU 之间是中传（Middlehaul）,CU以上是回传（Backhaul）.
DU 的分布式部署或者集中部署（DU 池形式）方式的选择需要同时综合考虑多种因素,如：业务的传输需求（如带宽,时延等因素）、接入网设备的实现要求（如：设备的复杂度、池化增益等）以及协作能力和运维难度等.
1.2 核心网结构的演变
5G 时期的核心网将部分下沉至城域网,原核心网将拆分成New Core 和MEC 两部分.其中New Core 将云化部署在核心层的大数据中心,MEC 将部署在汇聚层或更低的位置,New Core 和MEC 之间需要云化互联,那就需要传送网提供灵活的类网状网络进行互联.除此之外,将MEC 部署在更靠近用户的城域网部分,可以承担New Core 的部分计算及内容存储功能.
二、5G 网络的性能需求
5G 时代对传送网络提出了高的要求,主要体现为大带宽需求,低时延需求,灵活组网需求.
2.1 带宽需求
5G 频谱将新增3.5GHz 频段及超高频两个频段.3.5GHz频段将提供约100MHz 连续频谱,高频段预计连续频谱资源可达800Mhz.因此,更高频段、更宽频谱和新空口技术使得5G 基站带宽需求大幅提升,预计将达到LTE 的10 倍以上.5G 建站初期,将以低频站为主,中远期的补盲及热点区域的覆盖将以高频站为主.选取一个中等规模城域网模型,平均接入环基站8 个,12 个汇聚环,每个汇聚环接入12 个接入环路,共1152 个基站.接入汇聚骨干各层收敛比为8：4：1,每个基站都为4G 与5G 共站模式进行带宽测算,按照一个接入环不超8 个基站,其中一个达到峰值带宽来进行测算,接入环带宽容量需支持25G 以上,汇聚层带宽容量需支持100G 以上,骨干层带宽容量需支持400G 以上.
2.2 时延需求
目前的传送网络端到端时延,基本上都在50-100 毫秒范围内.而到了5G 时代,对网络时延提出了新的要求.三大场景中除了mMTC 对时延没特别要求外, uRLLC 网络要求最高,它的端到端时延要求在1 毫秒以内,而eMBB 的端到端时延要求也在10 毫秒以内.
2.3 灵活组网需求
目前的网络流向基本都以南北向为主,路径基本为接入- 汇聚- 核心桥接- 汇聚- 接入.而对于站间东西向的X2 流量则极少.但在5G 时代,由于CU、MEC 的下沉,以及核心网的云化,X2 横向流量的占比将会越来越高.在5G 网络初期,DU 与CU 归属关系相对固定,一般是一个DU 固定归属到特定的CU,因此中传网络可以不需要IP 寻址和转发功能.但是未来考虑CU 云化部署后,需要提供冗余保护、动态扩容和负载分担的能力,从而使得DU 与CU 之间的归属关系发生变化,DU 需要灵活连接到两个或多个CU 池.这样DU 与CU 之间的中传网络就需要支持IP 寻址和转发功能.
三、5G 时代的传送网关键技术
5G 传送网的关键在于大带宽、低时延、灵活连接,以及智能管控、业务分片、高精度时钟同步等.目前形成一定成果的技术如下.
3.1 低成本大带宽传输技术
（1）DMT（离散多频音调制）技术：DMT 对频谱进行切割分成若干个子载波,据各个子载波的信噪比质量决定调制模式,从而最大程度的利用频谱资源.DMT 提速效果最大,应用比较成熟,基于10G 光模块能够实现50G 信号传输.
（2）PAM4（四电平脉冲幅度调制）技术：PAM4 技术是一个多电平技术,每个光信号具有4 种电平状态,可以分别代表00、01、10 和11,因此PAM4 光信号携带的信息量是OOK 信号的,从而将将传输速率提高一倍.
3.2 ROADM 全光组网调度技术
通过光层ROADM 设备实现网络节点之间的光层直通,免去了中间不必要的光- 电- 光转换,可以大幅降低时延.
在技术实现上, 基于WSS（Welength SelectiveSwitching,波长选择开关）技术的ROADM 已经成为业界共识.
随着ROADM 技术的持续演进,下一代ROADM 将朝着更高维度、简化运维的方向发展.MxN WSS 技术是一个重要的发展方向.
3.3. 传送网SDN 业务快速发放技术
SDN 是一种网络架构理念,SDN 网络的控制层面和数据转发层面通过标准的接口进行通信.针对5G 时代业务多样、灵活接入,数据中心云化的特征,SDN 技术可以解决以下问题：
（1）清晰的网络拓扑视图,使得运维简单化；
（2）灵活的资源共享与调度,实现灵活的跨数据中心组网；
（3）业务配置需求的快速响应,业务节点众多,业务需求随时发生时候,可以忽略内部复杂的设备多系统复杂的特点,快速配置业务,及时响应业务需求.
四、小结
5G 是信息领域的一个革命,传送网是5G 发展的一个关键,甚至是一个瓶颈之一.OTN 及SPN 是传送网技术中很好的选择,因为无论从大带宽到低时延,都有较为成熟的方案去实施.5G 对于运营商来说只是众多业务中很重要的一环,需要通盘考虑所有业务,争取统一到一张传送网中进行业务的实现.
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