3GPP 5G NR標(biāo)準(zhǔn)SA(獨(dú)立組網(wǎng))方案正式完成并發(fā)布，標(biāo)志著首個(gè)真正完整意義的國際5G標(biāo)準(zhǔn)正式出爐。6月的上海MWC通信展，中國電信發(fā)布了5G白皮書，國家也在大力推動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)部署相關(guān)工作。中國聯(lián)通一直在研究和跟進(jìn)5G承載需求，結(jié)合近年來基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的搭建，重點(diǎn)關(guān)注基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源的儲(chǔ)備工作，并提出了5G X-haul網(wǎng)絡(luò)的初步承載方案，為5G網(wǎng)絡(luò)的快速部署奠定基礎(chǔ)。
1、5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及承載需求
（1）. 5G RAN側(cè)重構(gòu)及NGC云化部署
5GRAN網(wǎng)絡(luò)重新劃分了BBU、RRU功能，新定義的Centralized RAN包含中央單元(CU)和分布單元(DU)，如圖1-1所示，CU與DU之間的接口命名為F1，CU之間接口命名為Xn，DU之間無互聯(lián)接口，其東西向流量通過CU進(jìn)行交互。
5G初期各廠家無線設(shè)備將以CU/DU合設(shè)形態(tài)為主，后期CU/DU分設(shè)時(shí)，相比LTE回傳網(wǎng)絡(luò)將增加中傳鏈路。CU/DU合設(shè)形態(tài)下，5G BBU功耗約500-1000W。
圖1-1 5G RAN及NGC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
5G核心網(wǎng)采用云化部署的方式（通信云），由專用網(wǎng)元變?yōu)閿?shù)據(jù)中心的NFV功能和服務(wù)。云化網(wǎng)絡(luò)將以DC為中心部署，結(jié)合不同的業(yè)務(wù)場景和需求，DC采用區(qū)域集中或本地部署的方式，時(shí)延敏感型業(yè)務(wù)預(yù)計(jì)會(huì)下沉到邊緣部署。
（2）. 5G承載需求分析
根據(jù)ITU-R發(fā)布的M.2083中明確的5G eMBB、uRLLC、mMTC三大業(yè)務(wù)場景，未來業(yè)務(wù)的主要特點(diǎn)是大帶寬、低時(shí)延、高可靠及海量連接。因此5G對(duì)承載網(wǎng)的主要需求包括超高帶寬、更低時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)切片及智能控制與協(xié)同等。
與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)云化也對(duì)承載網(wǎng)提出了新的要求，由于通信云采用數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)部署，因此承載網(wǎng)絡(luò)與核心網(wǎng)的連接從以前的與多個(gè)核心網(wǎng)元的連接，變成與多個(gè)數(shù)據(jù)中心的連接，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)采用SPINE/LEAF架構(gòu)，統(tǒng)一通過邊界設(shè)備（Border Leaf）與DC外部網(wǎng)絡(luò)連接，以前常見的核心網(wǎng)CE網(wǎng)絡(luò)將變成數(shù)據(jù)中心內(nèi)交換網(wǎng)絡(luò)。隨著vBRAS的云化，城域網(wǎng)關(guān)鍵網(wǎng)元BRAS將部署在通信云上，且轉(zhuǎn)發(fā)面對(duì)設(shè)備的功能要求將進(jìn)一步簡化，城域網(wǎng)在設(shè)備技術(shù)功能和能力方面的要求與IPRAN差異將大大縮小，為固移融合提供了機(jī)遇。
（3）. 5G網(wǎng)絡(luò)不確定性分析及對(duì)承載的影響
滿足ITU定義的三大場景所有需求的5G R16標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)在2019Q3完成，無線及核心網(wǎng)設(shè)備尚未成熟，對(duì)于需求及承載方案仍存在部分不確定性，其中主要有：
1、DU/CU池組化能力，初期回傳UNI為10GE接口已明確，DU管理AAU數(shù)量各廠家差異較大，DU池組化的規(guī)模將影響到回傳接口的速率選擇；
2、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)切片機(jī)制尚不明朗，承載網(wǎng)絡(luò)如何適應(yīng)需要進(jìn)一步研究；
3、不同業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延要求、時(shí)延分配尚不明確，可能會(huì)影響承載方案或設(shè)備性能要求；
4、不同的共建共享模式會(huì)導(dǎo)致承載需求變化。
2、5G承載方案分析
（1）. 5G承載網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)
2013年初，中國聯(lián)通戰(zhàn)略性地提出了本地基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)布局規(guī)劃，通過劃分匯聚區(qū)、綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)，以穩(wěn)定的核心、匯聚節(jié)點(diǎn)、綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)為基礎(chǔ)，建設(shè)垂直分層、水平分區(qū)的面向綜合業(yè)務(wù)接入的基礎(chǔ)光纜網(wǎng)，提高網(wǎng)絡(luò)健壯性。
現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)布局可完全滿足5G網(wǎng)絡(luò)布局，本地DC及云化后的CU可部署在核心/匯聚節(jié)點(diǎn)，綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)可作為5G BBU集中點(diǎn)。
5G RAN網(wǎng)絡(luò)主要有三種部署模式：D-RAN分布式部署、C-RAN集中部署(CU/DU一體化)、C-RAN集中部署(CU、DU分離部署)，如圖2-1所示。
圖2-1 RAN側(cè)部署方式
D-RAN方式具備組網(wǎng)簡單，單點(diǎn)失效影響面小的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于機(jī)房需求量大，成本較高；C-RAN在建設(shè)成本和維護(hù)成本上較D-RAN有較大優(yōu)勢(shì)，可節(jié)省站點(diǎn)機(jī)房及傳輸設(shè)備數(shù)量，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延較低，但增加了光纖資源的消耗。考慮接入成本及對(duì)末端機(jī)房等需求，建議以C-RAN接入模式為主，實(shí)現(xiàn)基站快速部署，提高跨站協(xié)同效率。根據(jù)前期試點(diǎn)城市典型區(qū)域調(diào)研，架構(gòu)節(jié)點(diǎn)機(jī)房空間經(jīng)過優(yōu)化調(diào)整基本可以滿足C-RAN集中部署需求，部分機(jī)房外市電容量不足需擴(kuò)容。
（2）. 前傳方案
前傳方案應(yīng)以光纖直驅(qū)方式為主，但超密集組網(wǎng)時(shí)需要的纖芯資源大，對(duì)于纖芯不足且光纜布放困難的站點(diǎn)可結(jié)合實(shí)際情況采用多種方式靈活解決，如基于G.698.4技術(shù)的5G前傳組網(wǎng)技術(shù)、單纖雙向技術(shù)等。
（3）. 回傳方案
5G基站回傳接口將采用10GE接口，目標(biāo)單站均值流量2-3G，峰值流量5G左右?？紤]到5G建網(wǎng)周期因素和終端因素等，建網(wǎng)初期5G流量不會(huì)太大，4G網(wǎng)絡(luò)流量仍將增長。
5G承載方案應(yīng)充分考慮現(xiàn)網(wǎng)和業(yè)務(wù)發(fā)展特點(diǎn)，充分保護(hù)現(xiàn)網(wǎng)投資，實(shí)現(xiàn)一張網(wǎng)綜合承載為目標(biāo)。根據(jù)eMBB業(yè)務(wù)預(yù)測，5GDOU大約是現(xiàn)有4G DOU的5-8倍，現(xiàn)網(wǎng)4G單站流量大約50M，初步估算單10GE環(huán)路可滿足25-40個(gè)5G基站的流量，且現(xiàn)網(wǎng)IPRAN綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)上聯(lián)至一匯鏈路普遍處于輕載狀態(tài)，部分10GE環(huán)路資源可以利舊。
由于5G單站回傳接口將采用10GE光接口，現(xiàn)有IPRAN接入設(shè)備一般僅能支持2-4個(gè)10GE接口，C-RAN模式下無法滿足DU接入需求，在5G規(guī)模部署時(shí)需要新建接入層設(shè)備。
另外，考慮到固移業(yè)務(wù)的綜合承載和未來站址密度增加、帶寬提速等因素，接入層采用PeOTN實(shí)現(xiàn)綜合承載，匯聚層以上采用動(dòng)態(tài)L3設(shè)備組網(wǎng)也是一個(gè)可選擇方案。
（4）. IPRAN網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方案建議
初期核心匯聚層建議利舊現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，后期結(jié)合流量增長按需升級(jí)替換為大容量IPRAN2.0設(shè)備(支持SR/EVPN/FLEX-E等新特性)；由于單站UNI接口速率達(dá)到10GE，建議接入層以新建IPRAN 2.0網(wǎng)絡(luò)為主，由下至上分層演進(jìn)，逐步過渡到IPRAN2.0綜合承載網(wǎng)絡(luò)。
1）5G初期（站點(diǎn)規(guī)模較小，流量輕載）
5G站點(diǎn)接入時(shí)，由于UNI接口速率升級(jí)，接入層（IAP點(diǎn)）建議以新增2.0設(shè)備為主，考慮成本及3/4G業(yè)務(wù)的承載調(diào)整，不建議對(duì)現(xiàn)有設(shè)備升級(jí)利舊；綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)組建10GE環(huán)路，采用10GE接口上聯(lián)至現(xiàn)有匯聚設(shè)備，支持異常家解耦。
利舊現(xiàn)有核心匯聚層設(shè)備，當(dāng)容量不足時(shí)，通過10GE鏈路捆綁解決；對(duì)于部分特大城市，核心層槽位或設(shè)備能力不足的可升級(jí)/替換2.0設(shè)備。
2）5G中期（規(guī)模部署）
根據(jù)5G業(yè)務(wù)發(fā)展情況，綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)組建25GE/50GE（具體應(yīng)結(jié)合業(yè)務(wù)發(fā)展及25/50GE光模塊成本、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度綜合考慮）環(huán)路，采用25GE/50GE接口上聯(lián)匯聚層設(shè)備，支持異常家解耦。
核心匯聚層需采用100G端口組網(wǎng)，核心層設(shè)備槽位或能力不足時(shí)，可升級(jí)或替換為2.0設(shè)備；若匯聚機(jī)房機(jī)位/電源充足，且現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備升級(jí)后槽位數(shù)量無法滿足目標(biāo)網(wǎng)需求時(shí)，匯聚層新建2.0設(shè)備；若匯聚機(jī)房架位/電源條件緊張且現(xiàn)有設(shè)備剩余槽位可以滿足3-5年業(yè)務(wù)發(fā)展時(shí)，匯聚層可通過更換交換板及軟件更新升級(jí)為2.0設(shè)備。
3、5G成熟期（目標(biāo)網(wǎng)）
根據(jù)流量監(jiān)測情況按需升級(jí)、擴(kuò)容，綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)支持100G環(huán)路；核心匯聚層全部為2.0設(shè)備，按需擴(kuò)容。
4、總結(jié)和建議
（1）. 盡快完成基礎(chǔ)資源儲(chǔ)備
為滿足未來5G承載及通信云DC部署需求，應(yīng)盡快啟動(dòng)5G目標(biāo)需求梳理：加快推進(jìn)基礎(chǔ)架構(gòu)完善，完成節(jié)點(diǎn)布局，實(shí)現(xiàn)傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；加快匯聚機(jī)房建設(shè)，提升匯聚機(jī)房自有率；加快老舊設(shè)備騰退，挖潛、盤活現(xiàn)有匯聚機(jī)房資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有局房資源利用最大化、使用最優(yōu)化。
采用CU/DU集中部署模式可以節(jié)約末端節(jié)點(diǎn)建設(shè)和維護(hù)成本，因此在條件具備或改造后具備的前提下，應(yīng)將CU/DU集中部署（C-RAN）模式作為主要的站點(diǎn)接入模式。條件不具備時(shí)，可采用分散部署（D-RAN）模式。
對(duì)于機(jī)房空間具備但外市電容量不足的，應(yīng)優(yōu)先考慮電源擴(kuò)容，無法擴(kuò)容的可減少集中站點(diǎn)數(shù)量，同時(shí)可結(jié)合建設(shè)成本、運(yùn)維管理等因素考慮調(diào)整充放電時(shí)間，降低電源負(fù)荷。
（2）. 前傳承載應(yīng)以光纖直驅(qū)為主
綜合考慮TCO成本，前傳應(yīng)以光纖直驅(qū)方式為主，無源波分等方案作為補(bǔ)充。
（3）. 回傳承載建議采用IPRAN升級(jí)方案
因L3需求的存在，核心匯聚層仍采用IPRAN技術(shù)，現(xiàn)有IPRAN核心匯聚層可基本滿足5G初期業(yè)務(wù)需求，接入層由于端口速率升級(jí)需替換IPRAN 2.0設(shè)備。
（4）. 新設(shè)備建設(shè)應(yīng)考慮SR等新功能引入
承載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持SDN等技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速開通及靈活調(diào)整，同時(shí)推進(jìn)跨域SDN，實(shí)現(xiàn)IP與光的協(xié)同。為進(jìn)一步簡化控制協(xié)議，建議新設(shè)備引入時(shí)一并考慮部署SR、EVPN等協(xié)議，實(shí)現(xiàn)SDN控制簡化、路由性能優(yōu)化。在切片需求基本明確后可考慮引入FLEX-E接口技術(shù)以支持網(wǎng)絡(luò)硬切片，更好支撐不同類型業(yè)務(wù)的綜合承載。
考慮到目前5G需求仍存在一定的不確定性，但從TCO總體成本最優(yōu)原則出發(fā)，建議相關(guān)專業(yè)在技術(shù)要求中明確：
1）前傳接口應(yīng)采用單纖雙向技術(shù)，單纖雙向附加成本較小，可以大大減少主干光纜纖芯占用，支撐未來高頻業(yè)務(wù)擴(kuò)展。
2）當(dāng)前5G DU/AAU設(shè)備功耗較高，建議商用部署時(shí)規(guī)范功耗范圍，最大可能降低設(shè)備功耗。
3）建議推進(jìn)5G大容量DU技術(shù)發(fā)展，以節(jié)約機(jī)房空間。
4）新型IPRAN可以滿足固移業(yè)務(wù)的綜合承載，應(yīng)結(jié)合vBRAS等技術(shù)發(fā)展，推動(dòng)向城域綜合承載網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。
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