5G通信傳輸承載網絡框架結構技術淺析

宋向前

（中國聯通河南省分公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

5G通信技術的橫空出世時間很短，與傳統的4G網絡相比，5G通信技術具備了快帶更大、拓展能力更強、延長時間的縮短，以及超大連接空間和能量消耗降低的諸多優點，而這些優點可以有效改善人們在信息傳遞和溝通過程中的時間和質量，帶來極大便利。

1 5G通信傳輸承載網絡的變化

1.1 傳輸帶寬的增加

在通信技術行業中，相關工作人員都明白一個常識：毫米波雖然傳播速度驚人，但是作為短波，它的穿透力和覆蓋范圍還處在比較局限的范圍內。但事實上，5G通信傳輸承載網絡技術中，毫米波卻是必爭之地，其主要原因是5G通信相比較4G通信而言，數據傳輸的目標速度可以達到傳統4G數據傳播速度的10倍，只是在如今的承載網絡中60Hz以下的中低頻段已經被基本瓜分完畢，因此，5G通信只能通過更高的頻段去獲取更快的信息傳播速度，而毫米波的特征是其正好是處于高頻部分，同時因為此頻率所特有的豐富資源、帶寬極大的優勢，以及信道容量和通信帶寬之間的正比關系，都恰到好處為如今的5G通信傳輸技術的發展提供了良好的土壤。簡言之，毫米波這樣的特性，就直接為5G通信技術解決了信息快速傳播的問題。與此同時，在外行看來較為雞肋的60Hz頻段卻被作為5G的基石，與毫米波互相配合，便能解決信息通信技術過程中跨區域傳輸的問題。

1.2 基帶單元的變化

在傳統的4G通信傳輸承載網絡中，基帶單元的主要材料是光纖，并通過公共無線電接口協議對射頻單元進行拉遠的操作。但在5G通信技術中，基帶單元的功能模塊被進行了更精細的劃分，基帶單元和天線單元大多是集成在一起，并且這種集成度非常高，當兩者的集成度越高，用戶的下載速率也就越高，在目前筆者所了解到的數據中，下載速率甚至可以達到1Gbps，對大量信息的連接都有極大的支撐。也就是說，5G通信技術直接將連接互聯網的BBU部分直接拆分為分部單元和集中單元，而這樣做的好處是5G通信技術可以對多個基站進行同時控制，以此方式來提高信息傳輸的效率。因此，5G通信傳輸承載網絡中基帶單元的改變，也是如今5G時代信息快速傳播的有效途徑之一。

1.3 前傳技術的發展

網絡通信技術分為前傳、中傳和后傳，而5G與4G通信技術之間的最大差異是前傳部分的改變。在傳統的4G通信技術中，前傳技術是使用6到10Gbps的光纖電纜線去承載通用公共無線電接口協議，并對射頻前端進行拉遠操作。這樣的方式可以讓信息傳遞保持穩定性和時效性。但5G時代的到來，對前傳部分的操作提出了更高的要求，波分技術便在此過程中應運而生，這種技術可以將BBU到不同RRU的光路，利用不同的波長，將信息合路到一根光纖中進行傳輸。比如，一個宏基站，某個頻率短站一共有三個RRU，那么，BBU到RRU的收發端口數就變成了六個，這時，在這兩部分的側面分別采用一個6路的光終端復用器，就可以有效將兩者之間的收發信號合并到一根光纖中進行傳輸，以此方式來完成前傳技術的部分。這種方式更適用于比較偏遠的地區，因為供電困難，而且光纖資源比較匱乏，而這樣的前傳技術可以有效降低搭建成本，科學快速的進行網絡通信信息傳輸。

2 5G通信傳輸承載網絡的技術

2.1 波分復用技術

現代人們生活水平的提高，越來越多的高樓大廈被樹立起來，而這些高樓大廈之間需要進行信息的互通就必須保證信息數據的傳輸。比如，兩個樓群之間只有兩根光線，但要去傳輸100g以上帶寬的數據，聽起來似乎根本無法完成，但如果使用波分復用技術就能很好解決這個問題。

所謂的波分復用技術，其工作原理就是一對光纖在單模的傳輸下，100個G的帶寬，然后有80個波段，而這80個不同的信號，通過合波器聚合到一根光纖里面，并傳輸到另一端，通過分波器，把一根光纖里的80個波段還原到80對光纖里面，這個技術就叫作波分復用技術。而這個技術能很好解決高帶寬的傳輸，特別是在光纖資源緊缺的社會環境中，這個技術的應用大幅度降低了信息傳遞的成本。

2.2 分組交換技術

分組交換復用技術的起源來自于軍方，最早的模型是1969年的分組交換技術，被應用在軍用數據指揮網絡中，APA Net在使用過程中不斷優化，后期向民間進行普及，最終帶來了今天的互聯網，因此，分組交換復用技術在信息通信技術中占據著舉足輕重的作用。而在如今看不見的“軍備競賽”中，分組交換復用技術能有效提高5G信號的傳輸，這也是為什么美國會如此重視5G技術發展的原因。

交換機是網絡中最基本的設備，尤其是在公司的網絡中，應用也特別廣泛，同時，其技術也相對更為成熟。如今的分組交換功能是將新一代的OTN產品分為墊層交叉和光層交叉兩個部分。而這樣的分類可以讓數據處理變得非常靈活，交換機內部的不同鏈接渠道，可以根據不同業務的屬性提供不同的處理方式，而這些不同的處理方式，可以通過OTN中的不同粒度進行調整，最終匹配到最適合的光通路數據單元，并加以傳送。這樣的方式與傳統復用技術相比，具有更靈活的組網方式，這不僅可以支持點對點的傳播方式，還能支持環狀和智能信息傳播的方式，對如今5G網絡時代下不同數據傳輸的方式，提供了更為多元化傳輸技術的可能。

2.3 無源光網絡技術

無源光網絡技術，也就是通信行業中俗稱的PON，它的前端不管是電話、電視還是網絡，都可以通過OLT再到ODN（由光纖和分路器組成的），最后到ONU。對于這種無源光網絡技術而言，以前常用的公司就是電信、聯通這些比較大的運營商，因為中間無源化，因此特別適合大系統使用，中間無源，兩端有源的方式，能有效提高大量的信息通信傳輸。

具體來說，這種技術的原理就是利用OLT發出數據，而這些數據包括網絡信號、電話信號以及寬帶信號，都可以通過這個部分進行發出，同時，這些發出的數據全都帶著自身的地址，但作為無源關網絡技術，多個ONU會根據自身的特征，選擇性接受屬于自己的數據，此時，OLT中以廣播方式發出的數據，已經被ONU選擇性吸收，這是下行數據的輸出。而上行數據部分是指，不論ONU發出怎樣的數據，OLT都能全部接收，這就是無源光網絡技術的原理。

2.4 FlexE切片技術（Flex Ethernet）

FlexE切片技術即靈活以太網，代表了以太網發展到現如今階段的重要形式與方向，它的帶寬靈活度更高，硬管道隔離效果更好，FlexE技術通過在IEEE802.3協議棧的L2（MAC層）和L1（PCS層）之間引入FlexE Shim層，將業務邏輯層和物理層隔開，實現了MAC與Group/PHY層解耦，使物理通道速率不再等同于客戶業務速率，能夠實現對網絡通道的有效建設與網絡數據內容的有效調度。

FlexE切片技術所建立FlexE Tunnel也實現了對大端口數據的有效捆綁與優化，為網絡帶寬有效升級創造有利條件，更滿足了5G網絡發展的現實需求，解決了在傳統以太網中對剛性管道要求的技術矛盾問題?；?G承載網-智能城域網鏈路組網形成FlexE Tunnel業務端到端隔離方案，能夠體現安全隔離與網絡切片天然優勢，為5G承載轉發技術應用提供更多有價值選擇。

3 結束語

綜上所述，5G通信傳輸承載網絡的技術比較多樣化，但這些技術也并非是5G通信網絡中惟一的存在，因為僅僅依靠一種技術，不足以支撐5G通信網絡的正常運營，因此，在5G通信傳輸的不同時期，對承載網絡的要求和覆蓋率都不相同，相關工作人員一定要采用科學合理的方式，對承載網絡技術進行調整和組合。在5G技術逐步邁向成熟的過程中，承載網絡的配套不僅是流量的攀升，也是對傳統網絡框架結構的挑戰，這一次挑戰需要通信行業各部門的積極配合，共同建設良好健康的5G通信承載網絡。