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面向5G的传送网新架构及关键技术探讨

2022-11-03中国移动通信集团江苏有限公司淮安分公司陈玮

卫星电视与宽带多媒体 2022年19期
关键词:灵活性时延架构

■中国移动通信集团江苏有限公司淮安分公司:陈玮

随着5G网络技术的不断创新和发展,各种新的应用技术应运而生。相比4G网络,5G网络具备大带宽、高容量、低延时、高可靠、灵活化和智能化等多种优势,不但满足了用户的基本需求,而且还符合社会发展的趋势。本文从5G网络的技术需求出发,探讨面向5G的传送网新架构及关键技术。

1.5G传送网面临的挑战

(1)高速率:经过科技的不断的发展,5G通信系统已经得到了完善,大部分主要功能已经得到了实施,提高了5G通信网络的传输效率,最高可用户提供10Gbps传输速度。因此,5G网络系统已经在许多地区得到了广泛的应用,可见5G的传送网关键技术的重要性。(2)高容量:5G基站是基于传统4G基站基础之上,峰值倍数直线直线上升,给现网接入层设备提出了更高的要求。每个基站都有一定的区别,尤其是在站型、站密度方面。因此,为了满足5G传输网络带宽需求,需要结合无线基站自身的特点合理规划带宽,以提高5G传送网的适应性和线路容量。(3)时延要求:5G传送网降低了端到端之间的时延性,eMBB也实现了端到端时延小于20ms效果,如果传送网时延小于14.4ms,uRLLC端到端时延应小于5ms,传输网络延迟应小于3.2ms,这增加了现有网络架构的难度,因此,新的网络架构应降低整体传输网络延迟。(4)高可靠:5G通信的广泛应用,需要基于低时延、高可靠场景的基础之上,也是促进5G业务快速发展的关键因素。尤其是无人驾驶技术,虽然该技术的应用已经推出,并得到了广泛的应用,但技术方面还存在许多问题,原因是通信网络的可靠性不高,导致信号覆盖的范围有限,造成一定的时延,无法发挥5G通信系统的作用。目前光传送网主要以环网为主,这种组网方式严重威胁5G通信的可靠性,造成网络出现偏差。因此,在建设5G通信传输网络时,需要结合实际需求对现有网络结构进行完善,采用混合光电交叉技术,有效提高网络的真实性和可靠性。(5)灵活性:5G网络的灵活性是影响服务类型的主要因素,可以根据应用场景的需要,提升宽带服务的及时性和灵活性。5G光传送网络方案在应用过程中,需要确保网格、可变收发器和电交叉技术的灵活性,才可以实现业务灵活性。智能化体现在以下几点:①智能化集中控制能力的提升;②实现软件和硬件的低耦合性;③提升接口互联和管理;④灵活实现接口业务需求。(6)智能化:5G网络智能化的应用,需要选择合适的应用场景,并结合互联网、物联网和人工智能技术的优势,对网络进行优化和升级,确保实现5G网络的集中管理、软硬件低耦合、接口连接和控制、接口业务需求灵活性。

2.5G传送网功能需求

2.1 大带宽和高容量

5G网络在处理数据中的快速性极高,但在用户的长期使用中,容易出现数量海量增长、数据处理速度慢、数据积累等现象,造成网络出现不同程度的拥塞,因此,5G网络必须不断完善自身的特点,尤其是提高大宽带、大容量的承载能力,加快5G网络的不断扩展,以满足用户的实际需求。

2.2 低时延

5G网络中最大的优势是低时延,能够最大化的发挥物联网、互联网等技术的优势使用到各个领域,实现完美结合。同时,信息传输效率的提升,还需要重视基础设备和光纤传输两部分,进行智能合理的设计,并在使用过程中,结合传输路径上的具体场景和需求,科学、合理的选择最优路径。

2.3 业务灵活

5G网络服务主要是4G网络之上,种类更加多样化。但是,随着5G网络技术使用更加广泛,应用场景也在逐渐增多,对业务带宽提出了更高的要求,尤其是灵活性和及时性方面。因此,必须结合5G网络的业务需求,提高传送网的灵活性,实现动态分配载波带宽。

图1:SPN总体结构

图2:网络切片技术的应用

图3:RRU、DU和CU功能划分

3.面向5G的传送网新架构与关键技术

3.1 5G传输网优选SPN技术架构

以太网先进技术的应用,不但可有效提高网络效率,还可以保障网络的稳定性和安全性,采用面向传输的分段路由实现路由动态,采用新技术的优势,最大化的降低成本。SPN技术在应用过程中,主要结合了以太网实现分段创新的特点,实现数据传输的灵活性管理,满足数据传输中的功能需求,其总体结构如图1所示。

主要内容如下:一、连接技术的灵活性:5G网络的应用在流量方面具有多样化优势,需要更高效技术的支持,同时,还需要确保技术的灵活性。此外,为了应对流量的多样化,还需要提高连接技术的灵活性,SR-TP技术是提高SR通道的管控能力的主要因素,必须引起重视。SR-TP技术的主要作用是可提升SR隧道的管控技术和管控能力;SPN网络的特点是连接性极强。网络在使用过程中,可以利用第一个主机标签栈建立网络传输路径,并通过内外网关协议获取相关信息和连接方式,实现信息的封装和传输。其次,高精度的时间同步技术的创新,对传送网在功能方面提出了更高的要求。因此,需要创新出具有超高精度、超高效率的时间同步技术,确保设备延迟精度可达±5ns。而5G通信技术的应用,实现了高精度±200ns的时间同步技术,所以可以通过该技术来接收数据,一是采用双频接收或共模卫星接收技术,实现单时钟转换为频率技术,确保转换的稳定性和系统性能。二是大宽带技术,该技术的应用需要根据实际需求,确保宽带达到25G以上,才能不断提高传输数据的效率。三,低延迟技术。在网络中的应用中,SPN最大的优势是降低了传送网的时延性,一般来说,网络中的时延主要受设备性能和通过光纤传输速度的影响,使用新的SPN技术,物理层可以通过高速网络接口,大大提高了提高设备转发的速度,降低了网络低时延问题,提高了设备的功能和转发效率。此外,该层使用还可以提高全局SDN控制,进一步缩短传输距离。四,利用多种类型的通道,网络分片技术最大的优势是,实现了软硬通道的有机结合,同时也实现了对不同纬度的转发,支持网络分片。网络切片技术的应用如图2所示。

3.2 5GRAN新架构

通过重构处理,可以丰富5G系统中的相关功能,例如:CU和DU两部分,不同内容数据划分也不同,需要根据其需求合理选择划分方法。如图3所示。这类架构可以根据应用环境有效选择CU或DU的功能,实现了架构的独立性和运行效率,因此,得到了广泛使用。综合功能服务类似于原CRAN系统。在管理过程中,CU功能占据较高的优势,可以及时完善执行低效的任务,提供集中管理效率,实现连贯运行,最大限度地提高网络的功能和性能。

3.3 大宽带技术

随着科技的快速发展,需要进一步创新通信通道的光纤技术,并最大化的发挥其技术优势,完善该技术的功能和应用。从当前发展的需求来看,目前的传送网难以满足用户的需求,则需要合理制定SPN采光方案,完善该技术优势,并在实践应用中结合5G传送网端口需求,合理选择接口方案,并加强技术方案的测试,选择最优通道,为5G传送网技术的实施提供支持。

3.4 灵活连接技术

与3G、4G相比,5G流量具有多样化的特点,能够适用于南北运动、东西方向,这是5G服务的代表特征。因此,灵活连接技术,该技术在属于隧道技术。如果该技术与TP相结合,不但可以创新出全新的隧道技术,还在SR中得到了广泛的应用,提高了SR链路的管控技术和能力。SR隧道技术使用主要用于主机标签堆栈管理,通过网络路径来实现的,实现了SDN控制器计算路径和转换,然后使用ICP的优势,利用SDN控制器功能收集SR信息,并通过以下方式调整隧道配置计算信息以完成流量的SR隧道。

3.5 时间同步技术

(1)超精密时钟源的构成比较复杂,主要由卫星接收技术和高稳频源技术两部分组成。卫星接收技术主要结合了共模、共测、双频接收等方式,对卫星接收过程中的噪声问题进行合理的控制,并在短时间内完成测试和验证,高稳定频率源技术能够不断更新卫星接收模块,有效实现了时间同步技术的应用。(2)时间服务器跟踪卫星,该技术最大的优势是性能高,大大降低了时间同步差。超高精度时间传输技术的应用,不但可以优化接口时间戳的处理、改进,还可以提高连接之间的对称性,改善设备传输时间同步的准确性。

3.6 统一管控技术

5G传送网结构的建设非常重要,统一指挥控制技术尤其重要。5G传送网需要各种设备全面配合,才能保证5G传送网络的顺利运行和应用。因此,必须认识到5G传送网络中设备管理的重要性,做好定期维护,确保5G传送网络的正常运行。同时,在建设5G传送网络时,还需要结合实际需求打造统一的技术平台,对5G传送网络中使用的设备实施动态监控和管理,该平台的建设不仅是优化了设备性能,提高了设备技术管理水平,还节约了资源成本,促进了5G传送网的建设效率和顺利发展。

4.结束语

随着社会经济的快速发展和人们需求的不断提高,5G网络的发展在传输网络方面迎来了新的挑战,需要构建完善的新传输体制。在5G新传输网技术新体制中,以SDN为主要控制面,结合在物理层、链路层和转发控制层的特征,创新出多种新技术,从而满足5G传输网络的需求,提高5G传输网络的竞争力,为我国以后的建设与发展打下坚实基础。

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