未来5G承载网络将聚焦在哪些焦点？

随着4G网络的规模部署，移动互联网快速地改变了人们的生活 。与此同时，5G愿景与需求、5G标准和关键技术的研究也随之迅速提上日程。

目前国际上多个标准化组织和机构，如ITU、3GPP、5GPPP、NGMN等都在进行 5G 网络及其架构的研究工作，我国IMT-2020 网络技术工作组也已牵头国内运营商、研究机构、设备商广泛开展5G领域的需求、应用场景和架构方面的研究和讨论。IMT-2020 推进组在 2014 年 6 月发布的《5G 愿景与需求》白皮书提出了 5G 的关键需求和能力指标，包括：0.1～1Gbit/s 的用户体验速率、每平方千米一百万的连接数密度 、毫秒级的端到端时延、每平方公里数十Tbit/s的流量密度、500km/h以上的移动性和数十Gbit/s的峰值速率。这些指标的实现要求网络架构具备以下特性 ：更扁平的架构、更快捷的内容分发、更灵活的网络编排、更简洁的移动性管理、更高效的资源管理、更安全的网络体系。

5G技术面向移动互联网和物联网，主要涉及4个技术场景：连续广域覆盖场景、热点高容量场景、低功耗大连接场景和低时延高可靠场景。为满足上述5G网络愿景及需求，烽火通信与业内标准组织、运营商等经过研究与分析，总结出未来5G承载网络将聚焦如下重点：

网络架构重构：传统2G/3G/4G回传网络分为接入层、汇聚层、骨干汇聚层、核心层，而且4G时代引入了C-RAN前传网络。5G时代，由于无线频谱资源提升及Massive MIMO多天线技术的发展，传统RAN架构下的CPRI接口难以承载巨大的带宽，需要进行架构重构。重构之后，5G 新定义了 CU和DU 两个功能实体，原核心网和BBU的功能在CU和DU有了新的划分，出现了一级前传（RRU-DU）和二级前传（DU-CU）两级架构。CU与DU功能的切分以处理内容的实时性进行区分，CU 设备主要包括非实时的无线高层协议栈功能，同时也支持部分核心网功能（UP）下沉和边缘应用业务的部署；DU设备则主要处理物理层功能和实时性需求的L2功能。而网络向着含"边缘DC"、"汇聚DC"和"核心DC"在内的以DC为核心组网的概念发展。网络架构重构的目的不仅在于以业务为核心进行组网，而且在于通过网络重构引入新的组网思路和技术，以解决5G承载面临的带宽容量、节点转发能力、端到端时延等方面的难题。

大容量低时延转发：根据标准定义，5G基站带宽均值将超过1Gbps，峰值更是超过10Gbps，无论是对于前传网络还是回传网络均提出了很高的带宽要求。为满足5G业务大带宽承载需求，无论是eCPRI还是NGFI均计划降低传统CPRI接口方式下的带宽需求。从业务层面而言，当前IEEE, Ethernet Alliance等标准组织正在进行25GE、50GE、200GE和400GE等新型以太网业务接口定义，5G前传、回传设备通过采用上述新型接口可满足业务承载需求。在传输层面，当前100G已在干线、城域层面广泛部署，较好地满足了4G、IDC等业务承载需求，未来通过现网平滑升级400G可满足5G业务承载的容量需求。同时，业内聚焦通过采用高速业务接口、大容量节点设备并结合优化的处理器架构等技术，以实现低时延转发的目标。

高精度时间同步：5G时代由于载波聚合、多点协同、5G超短帧结构、高精度定位等新技术的应用，要求基站间满足百纳秒级的超高精度。与此同时，传输网络需具备更高精度的时间传送能力。对于高精度时间同步性能，如下预估参数可作为参考：

• 5G系统端到端定时误差预算要求是在+/-130ns以内；
• 整个传送网的时间精度要求是+/-100ns（包括由于链路非对称引入的误差+/-10ns，传送设备总定时误差+/-90ns）；
• RRU至 DU 一级前传+/-10ns。

为满足以上5G承载高精度时间同步的要求，当前承载领域正在开展如下方面的工作：

• 研究时间同步协议的升级（从现有 1588v2 升级到未来的 1588v3）；
• 研究利用光纤或波长直连传递时间的方法以及组网的可行性；
• 研究在复杂组网条件（多种传输技术混合组网、长距离、多跳等）下的时间精度，影响稳定性的因素及相应的解决办法；
• 采用 SDN 技术进行全网性能监测和反向调控的可行性研究等多种技术手段。

端到端的业务灵活调度：面向 5G 提供"端到端"服务的关键，在于解决下一代无线接入网络中多种异构资源的联合调度与高效适配，即解决业务接入过程中的无线网络、前传网络、回传网络、数据处理网络（DU，CU， DC）之间的高效互通，打通无线接入侧、汇聚侧与核心侧的数据传输通道。SDN实现了控制层面和转发（数据）层面的解耦，使网络更开放，可以灵活支撑上层业务和应用。通过SDN可以使不同的移动用户定制满足特定属性的带宽、时延以