OTN在5G傳輸網中的應用分析

劉仕俊　陳家義

摘 要：信息化時代背景下，第五代移動通信技術（5G）的出現，促進了信息傳輸效率和傳輸質量的提高，在很多領域都得到了有效應用。在對5G技術進行推廣和普及的過程中，5G傳輸網承載方案是確保技術發展的核心所在，文章從5G和OTN的概念出發，對OTN在5G傳輸網中的應用進行了分析，希望能為5G技術的發展提供參考和借鑒。

關鍵詞：OTN;5G傳輸網;應用

0? 引言

伴隨著5G技術的發展和普及，越來越多的行業開始進入5G領域，帶動了5G業務規模的擴大，想要滿足5G業務的發展需求，為用戶提供低時延、大帶寬的通信服務，可以將OTN技術引入5G傳輸網。在推動5G業務實施、完善5G傳輸網絡的過程中，應該加強對OTN承載的研究。

1 5G與OTN

5G指第五代移動通信技術，具備更高的數據傳輸速率，而且其響應時間更短（低于1 ms）。同時，5G網絡的容量極其巨大，可以提供千億設備的連接，能夠有效滿足物聯網的通信需求，不管是流量密度還是連接密度都大幅提升，具備更高的系統協同化和智能化水平[1]。

OTN光傳送網是一種特殊的網絡類型，能夠在光域內完成業務信號的傳送、復用、路由選擇和監控工作，可以有效地保證業務信號的生存型及性能指標。OTN通過在WDM光網絡中移植SDH相關理念和技術的方式，對WDM在實際應用中存在的維護管理和性能監控缺陷進行了彌補，支撐用戶信號的透明傳送及高帶寬復用交換，開銷支持能力強大。OTN具備幾個顯著優勢：一是OTN在結構上擁有ITU-TG.709的幀結構，可以有效地支持多種客戶信號映射及透明傳輸，包括以太網、ATM、SDH等;二是OTN利用光通路數據單元對電層帶寬顆粒進行定義，在面對高帶寬數據客戶業務時，不管是適配還是傳送的效率都可以得到明顯提升;三是OTN能夠提供和SDH相似的開銷管理能力，其在光通路層的OTN幀結構可以實現OCh層的監視和管理功能。

2 5G傳輸網的承載需求

2.1? 關鍵需求

5G傳輸網在運行中，從保障自身業務穩定可靠運行的角度，需要滿足幾個關鍵需求，一是大帶寬，在增強型移動帶寬對流量需求加大的情況下，5G傳輸網必須具備更大的帶寬才能滿足實際運行需求;二是靈活性，在核心網云化的背景下，業務流向呈現不明確性的特征，5G網絡可以運用SR隧道技術保證連接的靈活性;三是多樣化，5G網絡本身對網絡帶寬和時延等方面的需求存在很大區別，其業務所具備的多樣化特征，要求網絡必須能夠實現端到端分片功能[2]。

2.2? 應用場景

5G相關應用場景：一是熱點高流量，圍繞一些人流密集區域提供服務，如商業區域、學校等;二是無縫廣覆蓋，強調能夠完成全區域的基本覆蓋，以保證數據傳輸的有效性;三是可靠低時延，主要是為了滿足一些特殊的業務應用需求，如自動駕駛、遠程醫療等;四是連接低功耗，在降低網絡運行功耗的同時，可以實現良好的連接，為物聯網、智能家居等提供可靠支撐。

2.3? 承載需求

不同建設階段，5G網絡有著不同的承載需求，建設初期，5G傳輸網對帶寬和時延并沒有非常嚴格的要求，增強型移動帶寬業務及終端成熟度較高，可以率先應用到商業模式中;建設中期，5G對時延的要求開始變得嚴苛，不過超低時延以及超高可靠性的應用依然處于探索階段，預計2022年之后，才會逐步成熟;建設遠期，在實現上述目標的前提下，進一步“大連接”，降低成本和功耗。

5G核心網采用的服務架構是SBA，在針對服務功能進行設計的過程中，需要將服務化接口設置到控制面板的相關功能模塊中，滿足用戶對網絡功能的靈活定制需求。核心網可以實現CU分離，做好控制面的集中控制，從而實現用戶面分布式部署以及高效轉發的目標。在核心網中，網元之間及附近有關網元間接口的主要承載方式包括傳輸網、數據網和IP專網等，5G和無線基站的承載方式為省內傳輸網和IP專網，其內容包括：（1）N1接口，即終端與控制面接口，以省內傳輸網實現省內段承載，IP專用網實現省際段承載; （2）N2接口，即5G基站和控制面接口，考慮到AMF集中化場景與NR跨省部署的關聯性，可以利用省內傳輸網實現省內段承載，IP專用網實現省際段承載;（3）N3接口，即基站和用戶面接口，可以結合4G網絡中的S1-U接口分析，本地傳輸網是其主要承載方式。

3? 面向5G傳輸網的OTN承載思路

3.1? 優化組網架構

結合5G網絡的架構分析，其邏輯分為3層，分別是接入云、控制云和轉發云，接入云可以為靈活無線組網以及多場景部署提供支撐，確保資源接入的協調性和有效性，也能夠完成資源的承載分離;控制云具備智能開發的特征，能夠借助集中化網絡控制以及網元功能虛擬化的方式，達到理想的效果;轉發云支持近基站轉發，可以保持良好的業務能力。對5G傳輸網的邏輯架構進行分析，其在業務承載方面，具備三級結構，一是AAU，可以實現有源天線處理;二是DU，可以確保物理層功能的順利實現，滿足網絡傳輸對實時性的要求;三是CU，可以將無線高層協議棧的功能發揮出來，為核心網業務下沉提供可靠支撐[3]。

3.2? 明確承載技術

3.2.1? 前傳技術

在借助OTN實現5G業務傳輸的過程中，需要在AAU和DU之間實現前傳。在當前的技術條件下，一般選擇C-RAN結構，運用裸光纖完成設備之間的連接，對數據信息進行傳輸，這種方式很容易導致光纖資源浪費的情況。在5G傳輸網建設初期，每個5G基站至少需要配備3根雙向單纖，隨著業務規模的持續擴大，光纖資源的需求量也在不斷提升，而且因為4G與5G共站現象的存在，還需要對4G尾纖進行配置，業務傳輸的成本較高。以WDM技術為支撐，能夠借助無源合分波器，在一堆光纖中，實現多路波長復用，節約光纖資源的同時，也不需要額外設置電源，降低成本費用。需要注意的是，采用該技術必須配備相應的彩光接口，借助無線設備保障接口通信，故障定位的難度較大，如果設置智能管理裝置，則會導致管理成本的增大，也可能影響傳輸網運行的穩定性和可靠性。借助有源OTN組網，需要對城域OTN/WDM進行優化部署，OTN保證了組網方式的靈活性，網絡的運行和維護成本能夠大大降低。從業務的規模角度出發，可以選擇不同的組網方式，在保證大帶寬的同時，可以獲得較高的單通道速率，最大可以達到200 G。不管是采用4G通信還是5G通信的方式進行前傳，都可以采用有源OTN策略，建立的5G網絡能夠支持多種業務，切實保障網絡傳輸的可靠性。不過從目前來看，OTN建設的成本相對較高，需要技術人員加大研發力度，在推動工藝技術成熟的同時，通過引入插拔光模塊等策略，降低成本。

3.2.2? 中傳技術

中傳技術主要滿足DU和CU間的數據傳輸需求，技術人員必須明確不同站點的不同分布單元容量，確保傳送站點波長速率能夠與容量匹配。借助E-OTN功能，可以實現對單元站點的集中布置，通過資源匯聚完成信息的轉發工作。在分布式站點中，應該確保各單元信息的收斂性，實現信息的可靠傳送。當單元業務量相對較小時，可以配備光數字單元保證速率的靈活性。在對5G傳輸網進行建設的過程中，OTN技術的應用能夠提高網絡容量，減少資源損耗，保證良好的傳輸效率，配合時鐘優化策略，能夠針對相位和頻率進行調整，量誤差控制在1T以內，從而很好地滿足5G業務傳送的需求。

3.2.3? 回傳技術

在借助OTN技術進行網絡回傳設計的過程中，應該采用分組增強方案，借助無線接入網IP化技術，建立起OTN+IP RAN網絡架構，保證網絡傳輸的可靠性和靈活性。OTN技術的應用，可以實現DC高速互聯，加速帶寬資源池建設，也可以依照DC間流量完成帶寬調配。技術人員應該對照業務需求，做好IP配置，合理利用MPLS-TP光通路數據單元中的ODUk通道，滿足網絡對帶寬和時延的要求。借助智能平面，可以實現端到端的業務部署，也能夠強化資源計算和動態調節，實現備用路徑的計算和分配，為用戶提供更加優質的業務體驗。

4? 結語

總而言之，在5G傳輸網建設中，OTN發揮著重要作用，應該得到技術人員的重視，加強對OTN技術的開發和應用，推動5G技術的持續優化和完善，實現SDN和ASON的智能化發展，提升系統的靈活性，拓展系統容量，推動智能光網絡的跨越式發展。

[參考文獻]

[1]陸震，隋建凱.適應5G的傳輸網技術分析[J].中國設備工程，2021（7）：95-96.

[2]王林.面向5G的OTN干線傳送網建設方案[J].通信世界，2021（6）：46-49.

[3]王毅，李勤，丁毅.淺談5G通信傳輸網絡的建設策略[J].長江信息通信，2021（3）：213-215.

（編輯 王雪芬）

OTN application analysis in 5G transmission network

Liu Shijun， Chen Jiayi

（Beihai Vocational College， Beihai 536000， China）

Abstract：Under the background of information era， the emergence of the fifth generation mobile communication technology（5G）has promoted the improvement of information transmission efficiency and transmission quality， and has been effectively applied in many fields. 5G transmission network carrying scheme is the core to ensure the development of technology in the process of popularizing and popularizing 5G technology. Starting from the concepts of 5G and OTN， this paper analyzes the application of OTN in 5G transmission networks. Hope to provide reference and reference for the development of 5G technology.

Key words：OTN; 5G transmission network; application

作者簡介：劉仕?。?992— ），男，廣西北海人，助理講師，本科;研究方向：通信與信息系統。