1 引言
目前5g技術發展非常迅速，國內三大運營商都已經著手5g布局，2023年6月25日，在廣州大學城，中國移動首個5g基站正式開通，這也標誌著5g網路應用逐漸開啟。在5g正式部署之前，如何實現5g網路高標準的承載需求，同時結合現有網路架構，最大程度地節省建設投資，已經成為整個光通訊行業關注的重心和研究熱點，因此，本文接下來將提出多種傳輸承載方案，並對各種傳輸方案的優缺點及其適用範圍進行**。
2 5g對承載網路的需求及挑戰
「5g」即第五代移動通訊技術，itu已將5g標準正式命名為imt-2020，是目前正在推進的「4g」的延伸，但業界普遍認為5g與4g截然不同，5g不僅是一次技術的更新，更是乙個全新技術，是真正實現泛在、智慧型、融合、高速、綠色的強大通訊網路，是無線接入技術的演進和革命。
5g使萬物互聯成為可能，提供人與人、人與物以及物與物之間高速、安全、自由的連線，也將驅動更多新的業務場景，典型的應用場景包括廣覆蓋、高接入密度、高接入速率、突發流量和低時延等，這些應用將帶領我們進入人工智慧時代。
（1）連續廣域覆蓋：以保證使用者移動性和業務連續性為目標，為使用者提供無縫高速業務體驗，如無人駕駛；
（2）熱點高容量：主要面向區域性熱點區域，可以為使用者提供1 gbps使用者體驗速率，數十gbps峰值速率，滿足網路極高的流量密度需求；單位面積吞吐量顯著提公升，熱點區域數十tbps/km2的流量密度需求，如虛擬辦公；
（3）低功耗大連線：以感測和資料採集為目標的應用場景，具有小資料報、低功耗、海量連線等特點，要求網路具備超千億連線的支援能力，滿足100萬/km2連線數密度指標要求，還要保證終端的超低功耗和超低成本，如物聯網、智慧型城市；
（4）低時延高可靠：對時延和可靠性具有極高的指標要求，需要為使用者提供毫秒級的端到端時延和接近100%的業務可靠性保證，如車聯網。
針對5g的主要應用場景，總結承載網路主要面臨以下需求及挑戰如表1所示：
表1 imt-2020發布的5g主要場景與關鍵效能挑戰
5g網正逐漸成熟，對於5g的傳輸有哪些解決方案？
廣覆蓋、高容量將要求5g的基站更加小型化，便於安裝於各種場景，同時具備更強大的功能；低功耗要求5g網路綠色低碳節能，比如續航能力是4g網路的100倍，終端可用5到10年；而低時延、高可靠、大頻寬等網路需求，需要5g網路架構將進一步扁平化，它將是功能強大的基站疊加乙個大伺服器集群。
5g的業務需求及網路架構的變化將對網路功能提出新的要求，直接影響承載網路的的技術指標，如頻寬、時延、時鐘精度和可靠性等，因此研究如何在滿足5g技術指標的前提下，進行5g時代光傳送網的技術演進尤為重要，這將是5g是否能推廣應用的關鍵前提。
3 5g傳輸方案**
本節將重點討論5g建設初期傳輸網路技術選擇和組網方案的選擇。
3.1 方案一：端到端分組增強型otn組網方案
如圖1所示，5g傳輸接入層採用100 g波分組網，匯聚層採用t級別波分的組網方式。
5g網正逐漸成熟，對於5g的傳輸有哪些解決方案？
圖1 波分組網5g承載方案
（1）組網方案
1）前傳方案：基站通過裸纖與du（distribute unit，分布單元）連線，滿足未來移動使用者大頻寬、低時延、高可靠資訊傳送需求。
基站流量**：5g基站頻寬均值將超過1 g，峰值或超10 g；對s111站型，cir/pir將達到4 g/16 g。
2）中傳方案：du匯聚基站後接入物理網光交配線端子；物理網光交匯聚du上行光纜後，du通過物理網光交成環，物理網光交再通過主幹光纜或波分裝置上傳至局端cu（centralized unit，集中單元）。
接入層流量**：按每接入環6個站，乙個站達到峰值頻寬計算，接入環頻寬將達到40 g，考慮到5g基站的密集程度，100 g組網可能性更大；
3）回傳方案：cu通過100 g~t級別波分或中繼光纜回傳至5g核心網。
匯聚層流量**：匯聚層波分環考慮到將匯聚多個接入環，則有可能達到t級別組網。
（2）方案一優點
1）大頻寬：融合分組技術及超100 g光傳送技術，能有效支撐5g網路千倍接入速率；
2）低時延：融合形態，靈活實現業務穿通節點光層直通，應對5g端到端超低時延的巨大挑戰；
3）物理鏈路高安全：du至光纖物理網光交採用雙上行，物理網光交至ms-otn也採用雙上行連線，極大地提高了du裝置的安全性；
4）大容量、少節點：通過ms-otn匯接du後再接入cu（無線接入控制裝置），可以有效收斂上行光纜，節省cu埠，並使cu覆蓋較大的地域面積，減少cu部署點位，有效降低裝置組網、傳輸線路、維護等需求；
5）線路頻寬易公升級：ms-otn裝置只需插卡，線路頻寬可輕鬆從100 g擴充套件至400 g，裝置不換、機房不改、平滑擴充套件，實現「超100 g」頻寬。
（3）方案一缺點
1）投資大：需搭建兩張高速率高效能的otn環網，在利用現網otn裝置的基礎上，仍需新增較多節點，投資巨大；
2）網路較複雜：新建較多的ms-otn裝置用以5g基站資訊傳輸，增加了網路的複雜性。
3.2 方案二：固移融合承載方案
固移融合5g承載方案如圖2所示：
5g網正逐漸成熟，對於5g的傳輸有哪些解決方案？
圖2 固移融合5g承載方案
（1）組網方案
1）前傳方案：基站通過裸纖與du連線，滿足未來移動使用者大頻寬、低時延資訊傳送需求；室內小基站（rru+dc部分）可與onu整合，易於部署。
2）中傳方案：
◆du匯聚基站光纜後接入olt裝置pon口；
◆olt下沉至小區後，同時接入有線pon業務及無線5g基站；
◆物理網光交匯聚olt上行光纜後，通過主幹光纜裝置上行至局端cu。
3）回傳方案：cu通過中繼光纜回傳至5g核心網。
（2）方案二優點
1）組網簡單：利用現有網路結構，公升級olt裝置，增加物理網光交數量，即可完成組網；
2）固移融合：有線、無線綜合承載，提高裝置利用效率，有效節省機房空間，節約能耗，且有線無線業務頻寬、效能等實現同步公升級；
3）大頻寬傳輸：除採用超10 g甚至100 g pon olt裝置進行du裝置承載外，全程光鏈路直達，支援5g超大頻寬應用；
4）物理鏈路高安全：du（5g無線接入單元）至olt採用雙上行，olt至物理網光交也盡量採用雙上行連線，且物理網光交呈環狀結構，極大地提高了du裝置的安全性；
5）線路頻寬易公升級：olt裝置可實現平滑公升級，裝置不換、機房不改、平滑擴充套件，實現「超100 g」頻寬；
6）節省物理網光纖資源：採用olt裝置作為cu、du之間的匯聚點，可以起到大幅匯聚基站上行光纜的作用，降低對光纖物理網資源的消耗。
（3）方案二缺點
1）需克服olt時延較大問題：由於olt的上行採用tdma（時分復用）方式，因此上行資訊流時延暫時無法滿足5g的超低時延需求。因此，如採用olt融合承載無線及有線業務，需要對olt時延進行優化，或者通過端到端qos保障5g基站業務傳輸低時延、高可靠和大頻寬的需求；
2）cu覆蓋範圍有限：由於du通過光纖物理網直接匯接到cu，且光纖物理網單環上僅能帶4~6個光交，密集城區每個光交覆蓋半徑為1 km左右，這意味著cu覆蓋範圍內能接入的基站數量受覆蓋面積限制而容量有限，不能最大限度地發揮cu的效能。
3.3 其他傳輸方案
除以上兩種方案外，還可以採用以下方案：
（1）方案三：以方案一為基本網路架構，結合方案二，具體是將接入層的ms-otn裝置作為綜合接入裝置，ms-otn同時接入基站以及olt裝置，基站完成無線接入，olt裝置完成有線接入。
（2）方案四：以方案二為基本網路架構，將olt裝置用超低時延交換機替代，採用三層交換機或路由器進行回傳。
（3）方案五：以方案二為基本網路架構，將olt裝置用高速ipran裝置替代。
（4）方案六：以方案三為基本網路架構，暫時不建設接入層的ms-otn環，du直接通過光纖物理網接入cu。此方案占用纖芯資源較多，適用於少量補點，不適用於大規模建設。
在實際的建設過程中，具體採取何種傳輸組網方案，主要取決於以下條件：
（1）cu的定位：cu在網路層級中的定位，即cu位置的選擇、覆蓋的範圍、接入使用者規模等。如果cu在匯聚層面，覆蓋廣、容量大，採用方案一更合理；反之，如果cu在接入匯聚層面，位置與4g bbu機房位置類似，則可採用方案五。
（2）資金投入：投資的大小也對網路架構的選擇起到重要的影響作用，方案
一、方案三投資巨大，但網路架構清晰、合理，能滿足5g傳輸各項指標。方案
二、三、五投資較低，適用於試點階段或少量補點建設。
（3）技術進步：技術的進步也可以改變網路建設方式，例如olt裝置能解決時延、同步，ipran裝置能解決頻寬等技術難題，5g網路的接入方式將更加豐富。
實際建設時，還是應根據具體的情況，靈活選取組網方式，以期能達到網路最優、投資最省的效果。
4 結束語
5g正在逐步成熟，給傳送網路帶來的不僅是流量的攀公升，低時延、高可靠、靈活智慧型等要求都是對現有網路架構的挑戰，因此本文結合具體的建設需求，提供了多種傳輸解決方案。隨著5g標準的進一步明確，筆者認為傳送網目前還需要重點關注cu的定位、網路層級、覆蓋密度，這將決定匹配何種傳輸組網方案更為合理，並按最優的承載方案提前準備光纖和機房資源，為迎接5g的部署做好充分的準備工作。
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