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摘要：自2020年我国正式迈入5G时代。5G在给我们带来最新的业务发展和市场模式下，对承载网提出严峻挑战，承载网组网方案应适配精准投资建设要求逐步演进。针对不同时期的业务发展，进行需求分析，提出对应的承载网组网方案，从而实现精准投资下的建设与业务发展双赢。本文就此展开了分析。
关键词：5G承载网；5G技术；组网方案
1 不同时期5G业务发展
5G业务三大典型应用场景：eMBB场景主要以“人”为中心，为其提供高速率、大带宽的移动业务；mMTC和uRLLC则主要面向物物连接，eMTC以满足海量物联的需求为主；uRLLC则面向车联网、工业互联网等低时延、高可靠行业的特殊应用需求，充分发挥的特点。目前5G技术成果及其实用性，可满足大部分eMBB类型业务，而针对mMTC、uRLLC情景随着R16版本的冻结，技术及业务应用逐步成熟。
2 5G承载网关键技术
2.1 切片分组网络技术
它不仅可以在过去3G、4G承载网络分组传输技术基础，进一步满足5G承载网业务承载要求。同时，通过切片技术不断创新和技术融合，还可能满足5G承载SPN组网架构的相关要求。5G承载网前传、中传以及回传端对端组网能力都是依靠SPN组网架构的主要功能来实现的，其在充分发挥以太网通道、切片技术和FlexE结构的作用，同时对切片技术提供支持，将L3功能下沉到汇聚层直至接入层，也较好保证连接的灵活性。通过在接入层导入50GE，也可以满足汇聚层和核心层引入100Gb/s、200Gb/s以及400Gb/s彩光方案。切片分组网络技术（SPN）通过实现大带宽、低时延、网络切片、L3层灵活连接、高精度同步和SDN管控，更好满足5G承载需求。5G通信网络承载的SPN组网架构，其主要由传输层、通道层和切片分组层组成，同时，为了规范化和统一化5G承载的SPN组网架构管理，增加具有较高准确性、同频性的时钟同步功能模块，进一步提高承载网管理精度。总之，切片分组网络技术（SPN）能够实现大带宽、低时延、网络切片、L3层灵活连接、高精度同步和SDN管控，满足5G承载需求。
2.2 灵活以太网技术
灵活以太网技术是5G承载网关键技术之一。灵活以太网（FlexibleEthernet）从2015年起步，主要面向5G网络中的云服务、网络切片、AR/VR/超高清视频等时延敏感业务需求。其对接口技术进行创新，从而保证高速大端口400GE、1TE等技术应用，有助于智能端对端链路的建立，满足数据网络对IP低时延、高QoS服务的要求。FlexibleEthernet是在OIF接口物理层标准的基础发展起来的，由于FlexibleEthernet技术自身所具有灵活性、可调节性、优秀的数据隔离性能，使其能够与5G承载网通信要求相匹配，因此，FlexibleEthernet被世界各地的通信运营商和服务商所应用。FlexibleEthernet技术较好的实现以太网在时隙调度基础进行划分，同时还有丰富的以太网弹性硬管道，也正是基于此项技术应用，使得5G通信网络不仅具有很强的隔离性、TDM独占时隙，同时，也具有良好的高效性、统计复用的优势。
2.3 分段路由（SR）技术
每个路由器都有一个与之相对应的节点，多数情况下，利用分段路由技术可以将固定标签以及32位标签分别于各个节点进行设置。如果转发器所支持的标签深度低于标签栈深度时，便会导致整条LSP的链路标签没有办法通过一个标签栈完成携带。这时，就应将整条路径分隔为若干个标签栈携带，并通过一种特殊标签将相邻的标签栈粘连在一起，多个标签栈首尾相连，从而标识一条完整LSP。像PCE（路径计算元件）这样的外部系统，应用了SR后，可以定义路径[1]。一个PCE能够创建不共享拓扑或从批量数据流中分离出来的实时UC&C流量路径。PCE与路由协议交互获得拓扑和其它信息，用于确定添加到数据包的标签组。其结果是，在一个SR系统上既包含了运行在控制平面上用于收集拓扑信息的路由器，也包含了在PCE上运行的使用该拓扑信息来计算不同应用路径的路由协议。
3 组网部署原则及建设方案
3.1 前期
承载网部署原则结合5G基站部署节奏，统筹考虑扩容现网资源和新建5G承载网的建设，即能提高现网带宽利用率，又可适时建设新一代承载网。（1）对于市区，及时新建5G承载网络、避免扩容现有传送网。充分引入竞争、降低网络造价，优先选择新建SPN/STN等方案[2]。（2）对于县城，应结合5G基站部署节奏，分场景推进5G承载网络建设。（3）对于乡镇农村，暂不建5G承载网，现有传送网络优先通过现网调配方式满足需求。
3.2 近期组网方案
3.2.1 前传
前传网络应综合考虑建设成本、建设周期、现有机房、光纤资源、用户安全级别要求等多种条件，分场景合理选择方案；在不影响网络质量、客户感知的情况下，暂不考虑前传网络光纤双路由保护、避免过度保护带来资源浪费，前期建设以光纤直驱为主要建设模式，结合无源波分和有源设备方式进行补充。
3.2.2 接入层
接入层采用环网结构，对于环网上接入D-RAN节点较多的接入层初期采用10GE/50GE组建系统；组建系统时应采用FLexE板卡。
3.2.3 汇聚层
根据业务量采用合适的组网方案，初期采用环网或口字型结构组建100GE系统。
3.2.4 核心层
初期以组建100GE/200GE的口字型系统为主，组建系统采用FLexE板卡组网。其中，目前200GE的传输距离在40公里内。
3.2.5 核心骨干层
核心节点部署位置考虑与核心网UPF对接、与CE对接、机房条件等多种因素，为了确保网络的扩展性、灵活性和安全性，可在与其它专业对接点配置落地设备。省内骨干传送网的建设主要跟核心网用户面（UPF）部署策略相关，根据2B、2CUPF部署位置对应建设方案。
3.3 IGP分域方案
前期采用重要汇聚节点作为IGP分域点，重要汇聚节点和核心层组成一个IGP域；汇聚环和接入环组成另外一个IGP域，当此域内节点超过一定规模时，可划分多个IGP域。
3.4 网管建设方案
采用省内统一集中部署方式，即每个省、同一设备厂家采用同一套网管系统，用于管理全省5G传送网设备，以实现控制面业务省内端到端调度。采用云化部署方式、并优先考虑部署在IT云资源池，若采用厂家专用服务器，应纳入云资源池管理。同时选择具备大容量管理能力的管理软件[3]。管理DCN和控制DCN应相互隔离，管理DCN、控制DCN带宽可结合省内网元规模调整，建议管理DCN通道带宽GE，控制DCN通道带宽10GE。OMC系统要求支持省级集中，并优先纳入云资源池管理，考虑到业务安全，建议采用异地容灾方案。
3.5 带宽规划原则
传送网在承载5G业务时，接入、汇聚、核心层按照8∶2∶1规划带宽。由于初期5G业务流量较低，基本以手机类终端为主，因此可按照现有4G基站PRB利用率进行预估算，本次取平均值20%。5G基站S111带宽前期根据100M带宽频谱计算，单基站峰值带宽7G，均值带宽3G。
3.6 中、回传方案
5G中后期接入层以100GE环路为主，汇聚/骨干层将以200GE/400GE口字型为主，缩短边缘用户UE至核心网路径，减少中间网元设备跳接点，提高网络时延，增大节点间带宽。中后期随着网络的成熟，mMTC、uRLLC等各类5G行业应用类业务发展尤为突出，伴随着MEC边缘计算逐步下沉，引发DC云数据中心大规模部署，从而直接影响到回传带宽和时延的需求[4]。为解决此类承载问题，可以为DC数据中心单独设置承载网络机构，采用波分系统承载，DC数据中心之间大颗粒业务采用OTN/ROADM方式承载，由边缘DC数据中心直达核心DC数据中心，提高整体网络利用率。减少时延。将空闲出来前期SPN/STN等承载网网络资源，用于跨区域业务的发展的需求。
结束语：
随着5G建设快速推进，其承载网技术与5G业务性能提升关系密切。5G通信网络无线频谱更宽，MIMO的规模也更大，其用户体现带宽也提高了10倍甚数十倍。而大规模的业务对承载网的时延与可靠的要求也更高。高效、开放、灵活的网络架构技术应用，推动了承载网架构的革新，灵活的组网和调度方案应用，网络切片、协同管控、高精度同步等功能的实现，进一步满足5G时代丰富的通信业务需求。
参考文献：
[1]李光兴.5G承载网的关键技术及其组网方案研究[J].通讯世界，2019，26（11）：74-75.
[2]马俊.5G承载网的关键技术及其组网方案研究[J].通信电源技术，2019，36（08）：175-178.
[3]张振新.基于4G承载网的5G承载过渡方案研究[J].通讯世界，2019，26（04）：22-23.
[4]张峥华.5G承载网关键技术与建设方案[J].信息通信，2019（04）：208-211.