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摘要:从当前的发展情况而言,5G俨然成为信息通信领域关注的焦点,这一技术不仅可以应用在互联网等多个场景中,还具备容量大、性能高的优势,同时,也可以同人工智能和网络中心等连接在一起,形成一个协同式的发展模式。就以当下的设定参数来看,对于不同的应用场景,5G的用户体验也存在着一定的差异性。因此,相关的研究人员应该按照这些特点,将NFV、SCN和网络切片等新型技术引入到组网架构中,这样才能推动5G在未来的全面发展。本文对5G传输需求及组网技术进行相关探究。
关键词:5G传输;组网技术;探究
1 新时期下5G对于传输网提出的全新要求
1.1 宽带需求
在5G网络背景下,也开始引入无线空口和频谱资源,这些技术的应用优势满足了大宽带的需求。在5G回传中,低频频谱往往覆盖的范围更广,而且高频的作用同热点之间是相互联系的。假设宽频是100MHz的时候属于低频,宽频是800MHz的时候属于高频,那么就可以采用频宽×效率×(1+封装开销)×TDD的方式去计算小区宽带的占比率。同时,也可以将NGMN看作是依据,尤其是在一个扇形的基站中,基站宽带的值一般是小区忙时均值的三倍。从上述的分析中也可以发现,低频单站中的宽带值已经超过5G,而在高频中已经达到了20G,所以相对LTE基站中上百兆的宽带而言,也远远要高于这一需求。在网络快速发展的当下,如果仍旧采用传统化的接口方式,这显然无法适应5G的发展需求。对于这一问题,CPRI就可去重新定义一个接口,如ECPRI,格式为以太网,主要是对物理层面的功能进行相应的划分,然后在相同的条件下去比较宽带和接口的具体位置。接口下的宽带和荷载也能更好的结合在一起。
1.2 延时要求
5G网络技术下,当业务在不断涌现的时候,可以针对用户面和控制面来进行相应的传输和延时,这样也能起到一个相互降低的作用。但是对于5G前传而言,延时降低经常会受到两个方面的约束,一个是时间的限制,另一个是3GPP对于时延的限制。对于前者而言,可以从UE到基站中的Low-MAC出发,接着返回到UE中。而后者,对于5G的应用领域有着不同的要求,对EMBB场景中的UL/DL一般都是4ms。除此之外,5G延时降低也会受到URRLC业务的影响,例如智能电网和医疗行业中,所以对于这些领域中的延时要求也更为的严格,一般是1ms。
2 5G中的组网技术
2.1 前传组网技术
在前传组网中,包含了多种不同的方案。本文就选择其中比较典型的三种方案。第一,光纤直驱,这是选择采用光纤连接的方式,在不需要传输设备的情况下,也能开始相应的工作,具备一定的优势性,简单、时延低,能够快速的部署。但是也存在着一定的缺陷,资源的耗损量大,当5G站点在增加的时候,也会存在着光纤资源不足的问题。第二,OTN方案,主要是将波分复用看作是基础,具备业务灵活,提供高宽带的特点,接入OTN设备和信号,然后将其转换成为彩光接口,顺便也能支持链形和环形等多种网络结构,支持任意功能的随意切换。这项方案的缺点则是应用和设计的成本都比较高。当前,对于5G承载,整个行业内也开始加大对OTN技术的研究,尽量简化其中的各项结构,提升处理时钟的频率,去自动化的调整和缓存其中的各项深度数据,用于降低设备的成本。第三,WDM-POM方案,在设计开始时,应用在固定的接口中,但是对于接入宽带的需求不高,致使这项技术的应用范围一直不够广泛。但是随着5G承载需求在发展的时候,整个研究领域也开始将这项技术看作是一项可以选择的方案,充分利用其中的简化协议来满足时延的承载需求。
2.2 回传组网技术
5G回传组网中,也有两种不同的方案,一个是ODUFlex+FlexO方案,另一种是以太网。第一种方案支持10G、40G和200G中任意的通信接口,能够按照不同的颗粒情况去进行隔离切分。此外,还可以提供一些通道监视,具备一定的保护作用。
在以太网方案中,通过MAC和PHY之间的应用优势,用于增强FlexEShim层,实现两者之间的解耦,极大的提高了整个组网的灵活性。在应用这项方式的时候,也能有效的解决LAG在传输中出现的容量不均匀的情况,按照接口的具体数据,利用实隙方式将调度分别发送到多个不同的子通道中,这样也能实现业务的相互隔离。从两种方式的应用情况,前者的适用范围更广,而且在结构和功能上也显得更为的简化。
2.3 光纤直驱技术
光纤直驱技术具有快速实现部署、线路简化、网速飞快以及延时性地等优势,它一般式通过采用点点连接或者点链连接的方式将大量光纤组合起来,而整个组网过程中,并不需要使用传输设备,确实提高了组网的速度,简化了操作的过程。然而,由于使用了大量的光纤资源,而随着5G基站密度不断增加,光纤资源的消耗量只会越来越庞大,所以一旦5G的基站布置过剩,就有可能出现光纤为资源不足的问题,进而影响用户的服务质量。除此之外,光纤直驱模式中涵盖了OAM功能和网络保护功能,增加了后期维护的成本。
2.4 无源方案
结合实践发现,无源WDM方案已经得到较为广泛的应用,特别是在多载波光纤通信中的应用最为广泛。归根究底就是,不同载波频率的光可以同时存在于同一个光纤通道中,并且能够互不影响地完成数据传播。通过深入分析无源WDM方案发现,5G技术就是抓住了“波分复用”这一特征与优越性,采用无源合分波器将多路通信载波复用到同一个光纤通道中,使通讯资源得到合理、优化的配置。实行G•Metro单光纤双向通讯方案,既能够降低光纤的成本投入,还能够提高优质的5G服务,但是由于G•Metro方案中,没有涵盖无源通讯设备,导致设备不能够加电,进而提升了设备的坑干扰性,降低了后期维护的成本,实现了“安装简便,维护简单,范围广泛”的目标。这里需要注意的就是,无源WDM方案显著的缺点就是支出成本增加,归根究底就是因为多载波复用到同一条光纤中,需要海量的测出采光接口。
2.5 OTN为基础的5G承载方案
OTN方案是一种以OTN技术为基础的5G承载模式,它是在WDM方案中融入了SDH技术灵活的优点,构建了灵活、完善的OAM管理模式,也是一种灵活的宽带业务模式。简单来讲,OTN方案显著的特征就是“灵活”二字。目前,OTN模式已经在城域、汇聚层上得到了广泛而又充分的应用,而结合实际应用发现,以WDM模式为基础构建的OTN方案,也是5G通信网络评价较好的承载方案之一。该方案中,用户侧接口端一般会通过RRU或者DU/CU的方式进入到OTN设备中,并通过转化设备将其转化成为复用的采光信号,进而传输到骨干光纤网络中。由于OTN方案具有灵活性这一显著特征,其已经被广泛地运用到疙瘩组网中,并取得了良好的应用效果。
2.6 WDM-PON方案
WDM-PON一般被运用到固定接入网业务中,而随着5G技术的不断发展,WDM-PON模式已经逐步开展被重视与关注,但是由于WDM-PON方案并未拥有一个成熟的规范和完善的机制,并且其对光固件成本的要求你过高,因此并未得到得到广泛用。这里需要注意的就是,WDM-PON方案在5G技术中的应用地的应需要继续结合实践进行研究,而并非是否定了这一方案。
结束语
信息化背景下,5G技术对于传输网的要求发生了相应的变化,这让原本的组网技术已经无法适应当下的发展需求。因此,本文则从网络架构和性能等方面出发,分别对主流的5G前传和回传组网技术进行了综合性的分析,也比较了这些方案中的优劣势。最后,结合具体的需求,以及网络的应用情况等,从中选择一个成熟和标准化的方案,这样才能满足当下时代发展的基本需求。
参考文献:
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