5G前传传输承载网络部署方案浅析

5G前传方案分析随着5G的规模化部署，5G承载网的建设受到越来越多的关注。

前传作为移动回传网的重要部分，5G前传方案的选择将直接影响运营商的投资和建设效率。

从光纤资源角度分析，5G前传建设基站数量相比4G时代将提升两到三倍，如果只用光纤直驱方式会给现网光缆造成较大压力。

从建网成本来看，5G前传设备成本较高，需保障客户投资、提升承载效率。

运维方面，5G前传涉及数量巨大的DU （Distributed Unit）/AAU（Active Antenna Unit）。

考虑到这些设备的安装、开通、升级等，必须关注承载产品的维护效率和成本。

在5G无线接入网络部署策略影响下，5G无线接入的网络架构和承载要求面临较大改变，因此需要分析前传方案，帮助运营商降低5G前传建设、维护成本，提高部署运营效率。

5G前传承载方案5G前传对承载网的带宽和时延均提出了更为严苛的要求，目前优先使用25Gbps eCPRI接口，时延要求低于100µs。

前传承载方案主要包括传统的光纤直驱方案、无源WDM方案、半有源WDM方案和有源WDM/OTN方案。

光纤直驱承载方案光纤直驱指AAU与DU采用光纤直接连接，AAU和DU分别安装速率为25Gbps 白光模块，传输距离可支持10km。

为节省光纤资源，业界提出了集成波分复用功能的25Gbps BIDI解决方案，AAU与DU双向数据信号采用不同波长在一根光纤中传输，可以节省一半光纤资源。

采用此技术后，DU若对10~20个AAU进行收敛仍需要消耗大量光纤资源，并对DU侧光纤管理提出了更高的要求。

光纤资源与光纤管理成为此方案的瓶颈。

无源WDM承载方案无源WDM方案采用无源合分波器搭配彩光直驱，DU和AAU上采用带波长的彩光模块，在DU前端和AAU节点分别配置光合分波器和光分插复用器，利用WDM技术可以大幅降低光纤资源的消耗。

WDM设备对前传业务进行透传处理不会引入时延，但AAU与DU的波长在物理层上是点对点连接，需要进行复杂的波长规划。

PAGE 066浅析5G 接入CU 和DU 分设中前传建设方案■ 余嗣兵 黄坤 牛春 陈一伟（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司 安徽 合肥 230041）一、引言根据《IMT-2020(5G)推进组5G承载需求白皮书》中规定，支持第五代移动通信（5G）承载存在集中单元（CU）、分布单元（DU）和有源天线单元（AAU）三级结构，当CU和DU合设时,相应承载变为前传和回传两级结构，当CU、DU、AAU分设时，相应承载将演进为前传、中传和回传三级结构。

随着近期武汉、苏州等十几个城市5G试点部署，某个通信运营商采用何种承载网络架构，如何建设5G承载网络，尤其5G前传网络的建设，成为某个通信运营商要解决的首要问题。

因此，为了解答并支持某个通信运营商5G网络试点建设，本文紧密结合某个通信运营商4G RAN网络资源现状，从5G承载CU、DU和AAU分设方面进行系统的分析，光缆、机房和传输系统资源存在的问题，然后根据实际情况，提出5G承载CU、DU和AAU分设的中前传网络建设方案。

二、某通信运营商４Ｇ　ＲＡＮ网络现状及分析经过多年4G RAN网络建设，某通信运营商4G RAN光缆网络和传输系统的组网架构清晰。

某通信运营商4G RAN网络现状示意图如图2-1所示。

图2-1：某通信运营商4G RAN网络现状示意图根据上图所示，可以分析判断出4G RAN中的BBU建设方式是分散设置于基站机房之中，RRU是通过光纤直驱方式就近接入BBU，4G RAN前传网络是不占用接入主干光缆纤芯资源。

也可以判断出BBU回传是通过GE/10GEPTN 设备组网双跨传输节点机房。

而对于5G承载采用CU和DU分设方式，PAGE067属于三层组网架构，分别设置于传输节点机房和基站机房内（或业务汇聚节点机房），CU和DU之间通过传输设备方式进行中传，光缆纤芯资源仅需要2芯，现网的基站接入主干光缆环剩余纤芯资源情况，可以满足传输设备组网需求，但现网接入层传输设备主要采用10GE或GE组网建设，系统带宽是不能满足5G带宽需求（典型5G低频单基站的峰值带宽达到5Gbps量级，高频单基站的峰值带宽达到15Gbps 量级，考虑低频和高频基站共同部署，或高频基站单独部署情况，单基站将需要2×10GE或25GE的承载带宽）。

浅谈中国移动面向5G的传送网承载方案与关键技术作者：李丽红来源：《科技资讯》2018年第08期摘要：5G技术发展对目前的传送网带来了革命性的冲击与挑战，传送网将面临不可避免的转型与升级换代。

本文分析了5G技术对传送网新的承载需求，并介绍了中国移动面向5G 的承载方案、SPN关键技术以及最新进展。

关键词：5G 传送网承载方案 SPN中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）03（b）-0016-02“5G商用，承载先行”早已成为业界共识。

在业界普遍认为5G传输只需在4G的基础上进行升级扩容即可时，中国移动在2017年6月召开的ITU-T SG15上首次提出5G传输需求和新技术体系架构，并于2018年2月发布切片分组网SPN（Slicing Packet Network）技术白皮书。

本文分析5G技术对传送网新的承载需求，介绍中国移动面向5G的承载方案，以及SPN的关键技术与进展。

1 5G网络架构变化ITU定义了5G的三类典型应用场景，包括eMBB（移动宽带增强）、uRLLC（超高可靠、超低时延通信）、mMTC（大规模物联网），其中eMBB与人的体验有关，mMTC和uRLLC则是为满足物物互联需求。

不同应用场景引发5G网络架构发生显著变化。

（1）5G分离的RAN构架。

5G RAN将演进为CU、DU和AAU三级结构。

承载网分成3个部分。

前传、中传和回传。

（2）5G核心网云化和下沉。

2017年6月，3GPP正式确认5G核心网采用中国移动牵头提出的基于服务的SBA（Service-based Architecture）网络架构，从而使得5G网络真正面向云化设计，并将引入MEC（移动边缘计算）。

2 5G传送网需求分析（1）大带宽需求。

针对5G传输的带宽估算，回传中核心层与汇聚层线路侧带宽范围在100～600G之间，中传带宽接近回传，前传eCPRI带宽在25G以内。

接入层设备客户接口带宽10GE/25GE，网络接口带宽大于25G。

5G承载网络演进及部署方案探讨
摘要
本文探讨了5G承载网络演进及部署方案。

首先，通过回顾过去的研
究及业内发展动态，介绍了5G承载网络的发展历程。

然后，结合当今的
技术发展趋势，介绍了5G承载网络的技术演进方向，以及可能采用的技
术解决方案。

最后，在当今的市场环境下，介绍了5G承载网络部署的若
干方案，并概括出适用于不同应用场景的不同部署策略。

关键词：5G承载网络，演进，部署，方案
1绪论
随着经济社会的发展，伴随着技术创新及互联网的发展，人们对高速、高效、高安全的网络应用服务的需求也越来越高，让网络覆盖跨越国家、
跨越行业，能够满足任何地方任何人的网络通信服务的需求。

这为5G时
代的到来提供了必要的基础。

5G系统，也就是未来的数据、语音及视频服务网络，它低延时、高速、高容量、高可靠的特性，将更好的满足我们对传输数据的需求。

5G
系统将覆盖的范围，超越以往的2G/3G/4G时代，它将满足移动式、多模、多层次和大规模网络应用的需求，保证边缘计算及终端设备的安全可靠的
特性。

中国移动5G网络建设，前传承载解决方案介绍5G已蓄势待发，中国移动5G的中回传解决方案已基本确定，但对于5G前传的承载方案尚未进行深入研究，为此就前传提出几种解决方案，并分析其优劣和应用场景分析，为后期5G前传网络建设提供参考。

1 背景5G已蓄势待发，中国移动也开始了5G的现网试点测试。

5G的架构相比4G有较大变化，如图1所示：图1 4G与5G结构对比示意图5G时代的网络结构相比4G有所调整，重构为AAU-DU-CU-核心网四部分，相应的承载也分为三段：AAU-DU间称为前传，DU-CU间称为中传，CU-核心网间称为回传。

对于中回传段落，目前中国移动已经基本确定其承载方案，但前传解决方案直接影响未来机房、电源、管线等的规划和建设，因此，有必要在5G正式商用之前进行前传方案的研究和探讨。

2 前传的几种解决方案5G前传目前公认的接口类型有CPRI接口和eCPRI接口两种，其中CPRI接口速率为100GE，eCPRI接口速率为25GE，有以下几种解决方案：2.1 方案一：光纤直驱前传中CPRI和eCPRI接口一般的传输距离控制在10公里内，因此可在BBU/DU与每个AAU的端口间全部采用点到点光纤直连。

该方案简单易行，可满足前传承载需求。

根据调研，目前各个无线设备厂家一个5G基站前传需要2-12芯，一个BBU/DU考虑收敛10-20个AAU考虑，则需要消耗大量光纤资源，BBU/DU侧光纤管理要求高，出口的管道、光缆资源成为此方案的瓶颈。

从技术方案上来看，也可以通过AAU级联来减少光纤资源的消耗，同时无线侧设备通过前传信号自身可完成光纤直驱线路的保护、OAM和网络管理。

因此，该方案的特点是部署成本比较低，但受限于末端光纤资源，适用于光纤资源丰富和BBU/DU小规模集中场景。

结合中国移动的实际网络情况，大部分应用场景中现网光纤资源无法满足5G前传光纤资源需求，需要新建光缆，新建光缆时宜采用大芯数环网架构（类似综合业务接入区的主干光缆网），如图2所示，根据规划接入AAU数量选用144-288芯光缆，在每个节点终端12-24芯光纤，并通过联络光缆与汇聚机房相连。

5G承载网络演进及部署方案探讨尽管5G网络的商用部署还在初步阶段，但它的重要性和潜力已经引起了广泛的关注和讨论。

5G网络承载网络的演进和部署方案是一个关键性的问题，在本文中，我们将探讨5G承载网络的演进和部署方案，并对其相关技术进行深入分析。

首先，5G承载网络的演进需要考虑到网络的可扩展性和容量。

5G网络将支持比现有4G网络更多的终端设备接入，并提供更高的带宽和更低的延迟。

为了实现这一目标，一种关键技术是采用多天线技术，例如Massive MIMO（大规模多输入多输出）技术。

该技术可以在有限的频谱资源中实现更高的频谱效率，提高网络容量和吞吐量。

此外，为了满足不同应用场景的需求，5G承载网络需要提供灵活的服务质量保证机制。

一种解决方案是通过网络切片技术来实现。

网络切片可以将网络划分为多个虚拟的独立网络，每个网络切片可以根据特定应用场景的需求提供不同的服务质量。

例如，对于对延迟敏感的应用，可以提供低延迟的网络切片，而对于对带宽要求高的应用，可以提供高带宽的网络切片。

另一个重要的问题是5G承载网络的安全性。

5G网络将面临更多的安全威胁，例如网络攻击和隐私泄露。

因此，网络安全将成为一个关键的问题。

为了增强5G网络的安全性，可以采用多种技术，包括加密、身份认证和网络监测。

此外，还需要建立一套有效的安全机制，以及应对网络攻击和安全漏洞的紧急响应机制。

最后，5G承载网络的部署方案需要考虑到网络的覆盖范围和成本效益。

由于5G网络需要更多的基站和设备支持，因此需要大量的投资和建设。

在部署5G网络时，需要合理规划基站位置和网络布局，以确保网络的覆盖范围和质量。

此外，需要综合考虑网络建设和运营的成本，以确保部署方案的经济效益。

综上所述，5G承载网络的演进和部署方案涉及到多个关键技术和问题。

它需要提供可扩展的网络容量，灵活的服务质量保证机制和安全的网络环境。

此外，还需要合理规划网络的覆盖范围和成本效益。

通过综合考虑这些因素，可以实现5G承载网络的有效演进和部署，并为未来的5G应用提供良好的网络支持。

5G网络承载技术方案分析目前中传/回传解决方案主要有3种技术路线：基于分组增强的光传送网（OTN），基于灵活以太网（FlexE）的切片分组网络（SPN）和IPRAN增强方案。

1、OTN方案OTN方案即是在分组增强型OTN设备的基础上进一步增强L3路由转发和网络切片管控功能，并简化传统OTN转发路径和管理的复杂度，降低设备成本、降低时延、实现带宽灵活配置，满足5G承载的灵活组网需求。

OTN的L3路由转发增强方面，通过在设备的支路板卡和线路板卡的NP（Network Processor）实现L3功能，设备的主控板卡负责维护全网的路由寻址，分段路由（SR）、以太网虚拟专用网络（EVPN）等新型路由和转发技术得到了较多的关注。

针对5G网络端到端切片管理的需求，OTN传送平面需支持在波长、ODU、VC这些硬管道上进行切片，也要支持在分组的软管道上进行切片，并且与5G网络实现管控协同，按需配置和调整。

针对OTN在5G前传方面的应用场景，业界也在讨论轻量级的OTN标准。

简化OTN的方法包括了对OTN帧结构进行优化，线路侧接口考虑采用n×25G/50G以引入低成本的光器件；改变检错和纠错的机制，缩短缓存时间降低时延；在业务映射和时隙结构方面考虑兼容3G/4G前传的CPRI，5G的eCPRI和NGFI，以及Small Cell的回传等。

2、SPN方案SPN方案是基于IP/MPLS（-TP）/SR、切片以太网（Slicing Ethernet）和波分复用技术的新一代端到端分层交换网络，可分为L0物理层、L1链路层、L2和L3的分组转发层。

物理层基于WDM技术，链路层网络则基于FlexE技术，通过把OIF规范的FlexE增强为端到端的通道层，即扩展时隙交叉及信道化操作、管理和维护（OAM）、保护等技术，支持了基于FlexE的端到端组网，满足网络分片和低时延应用。

分组转发层采用SDN控制的SR-TP（MPLS-TP和SR结合）组网，支持L3VPN，满足业务灵活调度要求。

5G承载网络演进及部署方案探讨5G是第五代移动通信技术的简称，是继2G、3G和4G之后的最新一代无线通信技术。

与前几代移动通信技术相比，5G具有更高的传输速率、更低的延迟和更大的网络容量，为人们提供更优质的通信和网络体验。

为了实现5G网络的全面覆盖和应用，需要进行承载网络的演进和部署。

下面我们来探讨一下5G承载网络的演进和部署方案。

目前，移动通信网络主要采用分层架构，包括核心网和无线接入网络。

核心网负责承载和转发数据流量，无线接入网络负责提供无线接入服务。

在5G时代，为了满足5G网络的要求，这种传统的分层架构将发生一系列的变化。

首先，核心网将发生巨大的改变。

5G核心网将采用云化技术，将核心网功能虚拟化在云端，实现网络资源的集中化管理和灵活调配。

同时，5G核心网将支持网络切片技术，将不同业务需求的流量分割成不同的网络切片，为不同的应用提供差异化的服务质量保证。

其次，无线接入网络也将发生一些变化。

传统的基站将逐渐演化成多频段、多接口、多天线的5G新基站，以支持更大的网络容量和更高的传输速率。

此外，5G还将引入大规模多入多出（Massive MIMO）技术，通过利用大量的天线和信号处理技术，可以实现更高的频谱效率和更好的抗干扰能力。

在5G承载网络的部署方面，需要考虑网络的覆盖范围和密度。

由于5G的高频段特点，其覆盖范围相对较小，所以需要部署大量的小型基站来实现全面的网络覆盖。

此外，为了支持大容量的用户连接和数据传输，还需要在高密度区域部署更多的基站。

同时，5G承载网络的部署还需要考虑传输链路的优化。

由于5G网络的传输速率更高，信号传输的距离和衰减也会增加，因此需要更多的传输设备和优化的传输链路，来保证信号的稳定传输和较低的传输延迟。

另外，为了更好地支持5G网络的应用，还可以考虑一些新的部署方案和技术。

例如，可以在城市的高楼大厦上安装基站天线，以提高网络的覆盖范围和容量。

此外，还可以利用室内小型基站和Wi-Fi等技术，提供无缝的室内外网络覆盖。

5G 前传解决方案摘要：目前，随着云计算和互联网领域新大数据技术的快速发展，移动通信迎来了万物互联的5G时代。

5G已成为国家战略的重要组成部分，成为通信行业最热门的话题之一。

关键词：5G；前传；解决方案引言随着科学技术的发展，5G是最新一代的移动通信技术，将在中国大规模建设。

本文介绍了基于5G网络建设的前向接入解决方案。

该方案打破了传统的前传构建模式，提高了网络竞争力。

1 5G前传承载网架构3GPP（The 3rd Generation Partner Project，第三代合作伙伴计划）标准化组织提出了5G无线接入网功能重构方案。

如图1所示，无线接入网两级架构演进到CU、DU和AAU三级架构，无线承载网分为前传、中传和回传。

前传中，局端无线主设备、基站侧无线主设备部署位置和结构未改变，因此5G的前传架构整体与4G相同。

图1 5G承载网演进架构2 5G前传业务需求ECPRI接口将主要用于5G前导网络。

在100MHz频谱、64T/64R天线、下行16流/上行8流配置下，eCPRI接口需要25G速率。

由于无线频谱资源更为广泛，5G前向传输需要多个25G接口。

在5G网络的建设中，光纤直接驱动是前向传输的主要解决方案。

然而，在5G优先覆盖的地区，如密集的城市地区，光纤资源过剩，但直接驱动不足，因此需要采用其他技术解决方案来解决CRAN模式下的AAU扩展。

波分复用（WDM）技术通过光波长复用将AAU按波长连接起来，可以在一根光纤中复用多个波长，大大降低了前向传输光纤资源的消耗。

有许多25GWDM技术方案可用于5G前向传输，包括DWDM、CWDM和LAN-WDM等。

3 5G前传挑战分析3.1 超低时延5G网络中最明显、最关键的应用是物联网应用。

其中，智能交通下的自动驾驶仪、无人机等服务非常惊人，但也对网络延时提出了更高的要求。

首先，之后可以发现，正常情况下，操作员区主机室距离示例终端70~100km，光纤线路双向延时在S范围内为800~1000μ，只能完全满足约3MS的端到端一般服务延时要求。

5G时代承载网面对的挑战及部署方案探讨摘要：5G时代承载网在面对多种多样的挑战，并在迎接多种挑战中实施必要的及部署方案。

在5G时代背景下，因承载网需要具有大容量和大带宽，以利降低信息数据传输时延性，增强传输速率。

所以，需要进行必要的部署方案，体现5G网络具有的优势。

关键词：5G时代；承载网；挑战；部署方案进入新时代社会经济建设与发展阶段以后，社会信息化建设进程愈加加快，移动通信技术已经完全融入到人们日常生活当中，变成人们不可或缺的重要组成部分。

伴随新时代社会发展和智能终端的普及，不论是移动互联网，还是物联网，都在不断产生新业务，它们带来的指数级数据流量一再进行增长，并在与海量设备实施连接，由此催生了5G移动通信技术的诞生。

5G技术的出现，会愈加满足用户的使用需求，并在提高用户的体验。

一、5G技术对承载网提出的挑战5G技术将同时面向物联网与移动互联网，它的技术场景能涉及到人们的交通、休闲娱乐、工作、生活或居住等多种领域，尤其对城市或乡村密集住宅区中的Gbps用户，针对体验速率或流量密度均有良好的效果。

承载网是移动通信网络中的主干或基础，需要匹配无线接入网，并与其实现先于或同步发展，才能支持无线网络的更好建设。

回顾移动通信技术发展历程，从1G到在4G，承载网每每都是在伴随移动通信技术的发展而进行发展，但是，到在5G技术时代，无线网络却是对承载网提出了较大的挑战[1]。

第一，对大容量和大宽带提出了挑战。

目前用户对无线网络的应用，需要体现连续性与移动性要求，即需要无线网络具有连续性的广域覆盖能力。

5G技术的诞生，它可以为用户在任意时间或地点都能提供＞100Mbps的体验速率，但是，它却需要必须具有大容量和大宽带的承载网作为支撑。

第二，对高可靠性和低延时提出了挑战。

目前快速发展的车联网、远程医疗与工业控制等垂直性领域，它们对无线网络的可靠性与时延性均有比较苛刻的要求，需要体现毫秒级的端到端的时延性，并需要一种绝对性的可靠性。