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5G通信传输网络的建设技术方案

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·　１８９　· 2023年2月10日第40卷第3期

通信网络技术ＤＯＩ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０２３．０３．０５９

5G通信传输网络的建设技术方案

王士磊（北京市电话工程有限公司，北京 100000）

摘要：信息化时代背景下，物联网、云计算、人工智能等先进技术的应用对通信网络提出了更为严格的要求，需要保证通信网络的高宽带、大容量、低时延，并且做到管理与应用的高智能性与可靠性。以某地区5G通信传输网络建设工程为研究对象，简单阐述5G通信网络的概念后，对5G通信传输网络的具体建设需求和相关技术进行分析，探究5G通信传输网络建设的技术方案，以供参考。关键词：5G通信技术；传输网络；建设技术；建设需求

Technical Scheme for Construction of 5G Communication Transmission Network

WANG Shilei(Beijing Telephone Engineering Co., Ltd., Beijing 100000, China)

Abstract: Under the background of information age, the application of advanced technologies such as Internet of Things, cloud computing and artificial intelligence puts forward stricter requirements for communication networks, which need to ensure high broadband, large capacity and low delay, and achieve high intelligence and reliability in management and application. Taking the construction project of 5G communication transmission network in a certain area as the research object, this paper briefly expounds the concept of 5G communication network, analyzes the specific construction requirements and related technologies of 5G communication transmission network, and explores the technical scheme of 5G communication transmission network construction for reference.Keywords: 5G communication technology; transmission network; construction technology; construction demand

0 引 言

随着新时代的发展，国家积极开展先进技术研

究与创新工作，并不断加大技术工程建设力度，以期

推动我国现代化社会建设进程。各种现代化技术的创

新应用推动了我国通信技术的进一步升级，5G通信

技术逐渐应用到各行业领域，并为行业创新提供了有

力帮助。想要实现全国范围内的5G通信网络覆盖，

需要建设海量的5G信号基站，而5G通信传输网络

建设属于其中的重要环节，建设技术会直接影响到5G通信网络建设效果，因此需要对5G通信传输网络

建设的技术方案深入研究，以此为我国通信网络升级

优化提供有力支持。

1 5G通信传输网络

5G通信技术又叫做第5代移动通信技术，与4G

通信技术相比具有较为明显的技术优势，解决了时延

过长、信号传输时间长、下载速率低等问题，显著提

升了通信服务质量和效果。5G通信传输网络具有大

连接、高频谱效率、低时延以及高速率等特点，其基

础结构如图1所示[1]

。无线接入网 设备核心网 设备Internet

核心网

承载网

城域接入城域核心省内/省际干线城域汇聚无线接入网

图1 5G通信传输网络基础结构

2 5G通信传输网络建设工程

对某地区现行通信网络系统设备进行分析，网

络系统架构中共有3 989台在网运行设备（专网设备

不计）。对现有网络资源进行调查分析后，发现其中

约有37%的设备能够从GE级升级到10 GE级，设

备数量为1 517台。现行网络系统中汇聚层设备数量

为198套，其中约有35%的设备支持10 GE级，数

量约为69套，需要对其进行升级优化。

该地区通信网络架构为环网结构，主要包括接

入层、汇聚层以及核心层3部分。接入层的环网组网

中GE级设备数量为580个，10 GE级设备数量为56个，

环流量超限运行设备数量为27个。汇聚层的10 GE

汇聚环数量为44个，光传送网（Optical Transport 收稿日期：2022-12-11作者简介：王士磊（1980—），男，河北丰润人，本科，工程师，主要研究方向为传输与接入。

2023210403·　１９０　·Network，OTN）骨干与分组传送网（Packet Transport

Network，PTN）汇聚环连接数量为30个，不存在流

量超限部分汇聚环与上级骨干网GE链路连接，存在5个超限流量环。核心层不具备超限流量环。

3 5G通信传输网络的建设技术分析

3.1 PTN技术

分析设备厂商和运营商签订的协议内容，厂商

要求网络系统无线接入网（Radio Access Network，

RAN）接口能力需要达到低频10 GE、高频25 GE级

或以上。为了满足该需求，通信基站在理论上需要实

现单站1.5 GE或以上，同时保证无线站点与传输接

口有效对接。PTN在通信传输网络中具有十分重要的

作用，PTN组网如图2所示。

PTN设备

BTS

NodeB

NodeB

BTSRNC

BSCMSTP设备

MSTP接入/汇聚环PTN接入/汇聚环

PTN汇聚/核心环

图2 PTN组网

PTN的核心为端到端伪线仿真（Pseudo Wire

Emulation Edge-to-Edge，PWE3）技术，能够对特定

业务信道进行有效感知，以保证特定业务信息传输

的精准性与独立性[2]。同时，通过多协议标签交换

（Multi-Protocol Label Switching，MPLS）协议进一步

提高了信息转发速率。依据上述需求，将PTN设备

升级到10 GE级别，汇聚100 GE，同时通过MPLS协议、

IP技术以及网络切片技术等进行网络分层。

3.2 SDN技术

SDN技术在5G通信传输网络中同样十分重要，

能够实现无线接入网与光承载网络的高效化协同。在5G通信传输网络中，可以利用软件定义网络（Software

Defined Network，SDN）对上下层数据流的速度进行

控制，同时对现有网络结构进行宽带升级，根据宽带具体需求实现灵活科学配置。升级后的系统中存在多

个信道，能够将其捆绑组合用于大数据流量传输，也

可以单独使用，具有较强的灵活性。

3.3 SR技术

分段路由（Segment Routing，SR）技术能够对

网络架构进行重组，以此提高网络的聚合性。应

用SR技术能够实现内部网关协议（Interior Gateway

Protocol，IGP）的有效扩展，并实现Ti-LFA无环备

用计算，保护全拓扑链路节点。

3.4 FlexE技术

灵活以太网（Flexible Ethernet，FlexE）技术能

够将环状网络转换成树状网络，并实现端到端的通信

传输，是现阶段5G通信传输网络中的重要技术之一。

为了保证传输网络数据信息的安全性与私密性，利用802.1X/MACsec认证技术对传输信息数据进行监督管

理，同时通过FlexE技术进行硬性隔离，以此保证传

输网络系统的安全性与独立性[3]。

4 5G通信传输网络的建设需求分析

4.1 时延需求

第3代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership

Project，3GPP）标准对5G通信传输网络的时延性能

进行了明确规定，即增强型移动宽带（enhance Mobile

Broadband，eMBB）移动终端集中单元（Centralized

Unit，CU）的时延为4 ms、增强型车联网（Enhanced

Vehicle to Everything，eV2X）移动终端CU的时延

为3～10 ms、超可靠低时延通信（ultra Reliable Low

Latency Communication，uRLLC）移动终端CU的时延

为0.5 ms，且前传时延小于100 μs。与此同时，5G

通信传输网络接口对网络性能提出了严格的规定，

需要重新组建网络系统，为满足时延需求提供基础

保障。

4.2 带宽需求5G通信传输网络要求实际带宽达到长期演进

（Long Term Evolution，LTE）网络带宽的10倍或以上，

传输速率达到10 Gb/s以上。在大型通信传输网络中，

需要保证5G通信基站的总数量大于12 000个，实际

运行的网络中心宽带需要保持在6 Tb/s或以上，而成

熟期带宽需要维持在17 Tb/s或以上[4]。

5 5G通信传输网络的建设技术方案分析

5.1 5G通信传输网络试用阶段建设方案

在试用阶段对现有通信网络系统进行调查分析，

内容包括设备型号、网络结构、槽位资源以及网元设

备信息等，基于调查结果信息构建5G通信传输网络

2023年2月10日第40卷第3期

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建设技术方案。如果PTN设备具备10 GE升级条件

但缺少槽位或者PTN设备并不具备10 GE升级条件，

则需要重新建设PTN设备。如果环路超限，则需要

进行升级优化。通过综合研究后，提出以下2种建设

方案。

（1）以非峰值测试需求为主，提供2个10 GE

端口与无线设备进行对接，承诺信息速率（Committed

Information Rate，CIR）值为20 Mb/s，在忽略宽带因

素的情况下能够符合站点开通需求，待环路达到70%

限制要求后即可优化升级。建设过程中，接入环提供38套设备进行10 GE端口与RAN对接，10 GE新板

卡数量为25套，在汇聚环和核心层不存在超流量现象，

可以不进行扩容操作。

（2）以峰值测试需求为主，提供2个GE端口

与RAN对接，CIR值为20 Mb/s。利用第一批基站进

行峰值测试，对基站的平均带宽进行计算分析，需要

将所有GE端口升级成10 GE端口。以8∶2∶1的

比例对接入层、汇聚层以及核心层的带宽进行严格划

分，基于汇聚环CIR和流量具体情况决定是否升级

到100 GE。现有通信网络带宽符合标准，无须进行

扩容建设[5]。

5.2 5G通信传输网络规模部署阶段建设方案

现阶段，该地区5G通信技术主要为专业用户提

供服务，设备成熟度相对不高，因此在规划部署阶段

需要严格设计建设方案。利用分步实施的方法开展建

设工作，保证建设技术成本优势的同时，充分发挥5G通信传输网络的积极作用，严格依据建设规划内

容开展建设工作。光线资源和机房资源需要提前规划，

为后续升级建设提供良好保障。5G通信传输网络需要针对不同情况配置不同

带宽，如在分布式无线接入网络（Distributed Radio

Access Network，DRAN）情况下，接入环为50 GE；

在集中式无线接入网络（Centralized Radio Access

Network，CRAN）情况下，接入环为100 GE，汇聚

环为200 GE。在建设过程中需要对地区带宽实际应

用情况和现有设备槽位应用情况进行具体分析，针对5G站点较少、覆盖要求不高等情况，可以进行扩容

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通信5G网络建设方案

通信5G网络建设方案

项目方案

11.1 试验网建设目标

11.1.1技术目标

（1）验证5G新空口技术特性：验证700MHz、4.9GHz及3.3-3.4GHz室内覆盖频率在覆盖、穿透、时延、吞吐率的网络技术特性。

（2）验证5G语音VoNR：初步验证5G高清音视频通话效果。

（3）验证SA组网架构：验证主要的信令流程，参数配置，云化部署。

（4）推动产业链跟进：通过试验，释放XX5G网络建设信号，重点推动产业链在700MHz、4.9GHz两个频段的产品化进程。

（5）有线无线协同，5G试验与“全国一网”有线网络升级改造示范工作同步展开，验证融合网络综合业务承载。积累网络建设与维护经验，为未来规模试点做好技术和资源储备。

（6）积累网络规划、建设、优化与维护经验，制定规范化建设和运维管理流程，协助制定相关技术标准，为未来规模建设做好技术、管理和资源储备。

（7）与共建共享战略合作伙伴的叠加组网测试。测试700MHz与其他5G频段的叠加组网技术性能，实施互联互通、异网漫游、携号专网等网络对接测试。

11.1.2业务目标

（1）验证高新视频业务与基础通信业务的融合。基于移动终端等多形态终端，测试和验证高清/超高清、新闻、短视频、VR/AR等在5G网络下的新业态。

（2）验证移动交互与广播电视业务融合。将5G移动网络传输能力与广播电视节目结合，形成广播或多播的传输模式，试验基于5G移动网的交互广播电视；广播电视台超高清视频基于5G移动网络的直播和回传。

（3）垂直行业业务应用测试。包括泛在电力物联网、应急公共服务等。

11.2 试验网建设原则

11.2.1总体原则

（1）前瞻性原则：充分考虑满足未来智慧XX业务发展的需要，为全业务、互联网运营时代大背景下的持续快速发展奠定坚实的技术基础。

（2）创新性原则：通过业务场景试验，验证XX业务在5G移动网络技术承载下的新业态，新模式，体现创新性示范效应。 （3）继承性原则：通过业务场景试验，验证XX现有业务在5G移动网络技术承载下的持续发展活力。

试论5G通信传输网络的建设策略

试论5G通信传输网络的建设策略

试论5G通信传输网络的建设策略

摘要 现阶段，随着我国科技的进步与发展，我国移动通信技术也不断得到提高，5G通信网络频繁出现在人们的词汇中，与目前的4G通信网络相比，5G网络的传输速度和通信质量有很大的提高，更能满足未来社会的发展。在未来我们要想使用5G通信传输网络，就要从PTN通信传输为切入点。本文主要从PTN运营商传输发展进行描述，由此对5G通信网络的建设进行探究。

关键词 5G；通信传输网络；建设策略

前言

簡单来说，5G通信网络比4G通信网络的传输效率高很多，但是就现阶段来看，5G网络的运行还比较遥远，如何将5G通信传输网络应用到实际生活中，还需要我们完成更多的工作。首先，我们需要大量的建立5G网络站点，以此来完成高密度的工作。5G通信网络对数据的传输有着严格的要求，目前来看我国的移动网络运营商中网络开放还存在不足，在网络后期优化升级中存在一定问题，而且需要较高的经济成本，这种情况下，很难满足5G网络运营商的需求，所以我们还需要对5G通信传输网络进行进一步的建设探索。

1 PTN通信传输概述

我国科技的飞速发展引领着通信技术的不断提高，现阶段，我国移动通信运营商的重点建设主要是通信传输设备的OTN和PTN，使得密集型光波复用和同步数字体系成为现今阶段传输过程中用于保存数据的关键设备，OTN和PTN技术是啊LTE业务开展的基础，应用范围很广。目前OTN、SDH和DWDN都是我国移动互联网运营商的众多IP数据[1]。

2 PTN运营商传输设备发展

在不断的创新发展中，通信传输技术从点对点发展到端对端，不断引入新型的一种叫作外时钟技术，这项技术对于数据相关的业务发展有了进一步的提高。现阶段来看，我们应用的PDH技术是在PTN运营商的基础上发展的一种传输技术，而之前通过端对端进行传输的SDH已经演变为PTN技术。目前的SDH承载着TDM的主要业务，要想提高质量就需要重复使用该技术，还要科学合理的让人们进行电路的配置，这种技术具备较高的灵活性操作、适应能力很强、效益很高，局限性都比较大，在通信传输技术发生改变业务出现变动之后，PTN运营商的发展很难与SDH技术相融合，科技水平进步的同时两者也发生着变化。

5G通信传输网络建设需求及传输网络建设策略

5G通信传输网络建设需求及传输网络建设策略

Ｊｕｎ．　１０，２０２０，Ｖｏｌ．　３７　Ｎｏ．　１１　Telecom Power Technology

·　２０１　· 2020年6月10日第37卷第11期

通信技术doi：10.19399/ki.tpt.2020.11.067

5G通信传输网络建设需求及传输网络建设策略

刘 波，王迎辉（吉林吉大通信设计院股份有限公司，吉林 长春 130012)

摘要：网络在人们的生活中有着重要作用，人们的生活和工作已经离不开网络。随着科学技术的发展，4G网络越来越普及，人们对通信传输网络的要求变得越来越高。然而，现有的4G通信传输已经不能满足人们的需求，5G通信传输网络的建设和发展成为必然，因此研究5G通信传输网络的建设策略具有重要意义。从5G通信传输网络的含义、移动通信技术传输设备的特点、5G通信传输网络建设的主要需求以及5G移动通信传输网络建设策略4个方面展开研究，探讨现有的传输资源能否满足5G通信的传输需求。关键词：5G移动通信；传输网络；网络结构；建设策略

5G Communication Transmission Network Construction Needs and Transmission Network

Construction Strategies

LIU Bo，WANG Ying-hui（Jilin Jida Communication Design Institute Co.，Ltd.，Changchun 130012，China）

Abstract：The Internet plays an increasingly important role in people's lives，people's lives and work are inseparable from the Internet.With the development of science and technology and the increasing popularity of 4G networks，people's requirements for communication transmission networks have also become higher and higher.The existing 4G communication transmission can no longer meet people's needs，so the construction and development of the 5G communication transmission network is an inevitable trend of the times.Therefore，it is also very meaningful to study the construction strategy of the 5G communication transmission network.This article starts from four aspects，the meaning of 5G communication transmission network，the characteristics of mobile communication technology transmission equipment，the main needs of 5G communication transmission network construction，and the construction strategy of 5G mobile communication transmission network，so as to discuss whether the existing mobile transmission resources can be met 5G communication transmission demand strategy.Key words：5G mobile communication；transmission network；network structure；construction strategy

面向5G通信网络传输承载方案的探讨

面向5G通信网络传输承载方案的探讨

２０１７年９月下　通信设计与应用１７　面向５　Ｇ通信网络传输承载方案的探讨　盛　利，夏宇星（江苏省邮电规划设计院有限责任公司，江苏南京２１００３６）　【摘要】伴随着互联网的发展，４Ｇ网络消耗光纤资源过多等问题日益凸显，一些４Ｇ通信网络现在不足以满足人们高速度低时间的要求，５Ｇ　网络将会在２０２０年之后被广泛应用，但是在５Ｇ网络应运而生之前，需要对４Ｇ网络进行研究，找出５Ｇ应有的优点，并对５Ｇ通信网络架构进　行修改。本文先分析５Ｇ网络的总趋势，然后简析其中的关键技术，最后讨论承载方案。　【关键词】５Ｇ通信：网络传输：承载方案　【中图分类号】ＴＮ９２９．５　【文献标识码】Ａ　【文章编号】１００６—４２２２（２０１７）１８—００１７—０２　１前言　５Ｇ通信网络是面向２０２０年之后时代发展的新型移动通　信系统，它将会具有高能效、高效率的优势．与４Ｇ通信网络相　比，它将拥有一个更加更高的利用率，覆盖范围更加广泛．资　源利用率也更高，它将会与更多的现代技术相结合．在信息安　全上，也能够让用户更加放心，它能够高质量的保护用户的隐　私和信息。５Ｇ通信网络的应用领域更加广阔，拥有更多机械　设备、科技等作为支撑。未来的５Ｇ网络具有更多的智能能力．　来应对新型世界的更多的变化　２　５Ｇ网络的关键技术　为了达到更加智能、更加速度有效率等优点的５Ｇ通信网　络，它的技术设备不容忽视．５Ｇ网络的技术设备有很多例如　网线传输技术、网线网络技术等等，在这里详细地讲述以下两　种技术：全双工技术和超密集异构网络技术　全双工技术是网线传输技术中的一种关键的技术之一．　全双工技术是一种同频率同时刻双向进行的一门技术．由于　技术的限制，网络端和终测端互相发出的信号总是处于互相　干扰的状态，从而不能实现两端的同时发出信号．这大大降低　了网络传通的效率，并且浪费了一系列的资源．由于频率的问　题，在之前都是两条线路是相互区分开来的。由于全双工技术　可以提高利用率，并且可以实现频谱的灵活转换。全双工技术　成为科学家研究的热点，大力寻求频谱资源是一个巨大的资　源。【　】但是全双工技术中也存在着一些不足之处，并不是想象　中的那样完美，接受信号的频率与发出的存在一定的差异．结　果是很强大的自干扰的不良现象。从此处研究者发现全双工　技术在消除自干扰之后将会能够正常应用并且能够达到理想　的结果，所以大量人员致力于研究消除干扰的技术，并且现在　有一些技术研发成功　超密集异构网络技术是在５Ｇ网络技术含有多种技术交　杂在一起而产生的，多种网络技术混杂在一起，并且空间很　小．密度自然就很大．超密集异构网络技术是指多种网络形式　聚集在一起，密度大的一种技术。在这项技术内，高密度的状　况下，导致各个终端距离很近，这大大的提升了效率、功率和　技术容量等等，但是由于节点之间的距离减少导致一些系统　性的问题的发生，也是这种技术存在的不足之处。目　３　ＮＧＦＩ技术下的Ｃ—ＲＡＮ系统架构及目前的　承载方案　ＮＧＦＩ是重要的前传网和后传网连接的接口．是５Ｇ网络　技术主设备的关键之处。ＮＧＦＩ是一个新型的接口具有一定的　新时代的意义．虽然它需要去满足一些属于它的规则．但是它　具有对外开放性、灵活性等一系列的优点。Ｃ—ＲＡＮ系统架构　是将一种集中式的电池安放在重要的中心地带．通过光纤连　接．将ＨＬＫ布置在原来设计好的位置上的一种结构。１３］不需要　考虑太多的繁琐细节，只需要好好地处理天线、光纤之间的问　题即可节约原料　分布式天线系统是Ｃ—ＲＡＮ最基本的系统模式．在中间机　房设置集中式基带池，将所需要的地理位置分布上远程端射　频单元。这样远程射频单元不需要再建立机房，这样就能够大　大降低成本，天线和设备的处理也会比较方便。ＮＧＦＩ是前传　网和后传网的关键枢纽，这种枢纽是一种前传接口．用于处理　下一代远端射频和无线网络主设备中基带。这种枢纽开放性　非常强相比于传统的ＣＰＲＩ，它基于太网协议。能够重新定义　间接功能，还能够遵循多连接的映射关系、载荷相关的自适应　宽带变化、遵循支持统计复用。最基本的原则就是协作化算法　这些能够尽量支持能增益高的，下一代的通信技术需要网络　技术作为技术支撑，因此为了满足容量大、耗能低、速率高、延　时低的特点，还非常有必要对无线侧接入部分实现改造。　方案有以下几种：④光纤直连法；（　ＨＬＫ采光无头ＵＨＧ　方案。这两种方案都是Ｃ—ＲＡＭ架构承栽方案．前者主要是指　单独地ＲＲＵ进行连接到光纤然后接入到设备中。进行集中处　理，这种方案的好处是不需要承载运输设备仪器．但是缺点是　浪费严重；后者是指采用彩光作为无线电波的信号．基于无头　技术。它的优势是可以大大节省光纤的用量．但是也存在了一　定的不足之处。就是无人监管．无设备保护，会容易造成一定　的损失．并且消耗大量的设备成本。　４　ＣｏＰ承载网络构架　ＣＯＰ承栽构架主要是起规范作用．新的设备会建立一个　新的前传和后传网络设备。通过ＣＯＰ—ＪＨＫ设备（该设备ＵＪＮ　接口是由　接口连接起来的．并且覆盖ＪＨＩ区域，支持３４路　ＦＤＧ接口的接入等等）将汇集在一起的数据上呈给输出侧的　ＬＡ设备　阎为了规范ＲＲＵ和ＢＢＵ之间的接口标准，要不断完　善通信技术的应用．ＣＰＲＩ协议是五个电子厂家联合发起制定　的．包括西门、北电、华为、ＮＥＣ、爱立信。数据链路层和物理层　是其定义层的两个不同层面．上层接入点的数据进行分接主　要针对物理层．通过光模块进行特定的编码技术转码，同步帧　结构的定义也是根据数据链路层定义的。同步帧包括超帧和　基本帧．解帧和封帧操作通过固定的帧结构形式进行数据链　路层的对接。　ＣＰＲＩ接收到了多方厂家的支持，因为其简便性、经济性　是很大的一个优势。并且协议是一种开放通用接口，厂家的支　持是拉远产品相继推出的保障。ＣＲＰＩ设备供应商加速了路由　器设备的推广和成熟．同时也加速了厂商ＣＲＰＩ的协议交换机　的推广和成熟。分布式基站是新一代基站中的崭新形式，分布　式组网就是通过标准的ＣＰＲＩ接口将宏基站部分载波进行标　准处理．射频收发信号和传统基站的处理部分都是单独的模　块．分级站的网络部署相对快速、便捷，运营商的建网成本能　够得到大幅降低，运营商关注的焦点一般都在分布式基站方　面　基站覆盖密度会使原始基站数量大幅增加，