摘要：为了满足三种5G典型服务的覆盖范围和容量要求，5G网络引入了4G和5G网络架构的非独立和独立部署，以及集中单元（Cu）/分布式单元（du）分离的设备配置。新的无线网络架构也对未来传输网络的部署提出了新的挑战。基于当前5G网络架构的标准进展，从无线网络的角度分析了5G网络架构对传输网络的影响和需求。
关键词：5G无线网络架构；传输网的影响
15G无线网络特点
1.1 5G通信技术
在原有无线通信技术的基础上，对该技术进行了改造和升级，使其性能更加优异，能够满足更多用户和更好服务的要求。与2G、3G和4G无线网络通信技术相比，5G无线网络集成了其优势。与此同时，更多的新的和先进的技术被引入和应用，这提高了各种资源的应用效率，并能更好地满足实际应用需求。5G无线网络一旦投放市场，必将占据更大的通信市场份额。5G无线网络中应用到隐私保密技术、纳米技术等，相比原有技术在实际应用中通信传输安全性、灵活性以及便捷性具有更大优势，在提高传输速率的同时，减少能量能量。另外，5G无线网络的实现，还可以对用户个人通信信息进行有效保护，可及时应对和解决信息传输过程中存在的问题，服务质量更佳。
1.2移动运营商传输现状
随着移动通信网络中数据传输业务的快速增长，传统的SDH网络已经不能适应数据业务的增长。新的传输网络技术因其支持灵活的信道、更高的速度和更大的传输流量而受到移动运营商的青睐。目前，在IP和5G的趋势下，ptn和ipran被广泛应用于移动通信网络的建设中。其中，中国电信主导iplan，中国联通cap主导iplan，ptn也被引入。而中国移动的网络建设是以 PTN为主。中国移动存量设备中，SDH与DWDM仍占有较大的比重，而在建的传输设备则多使用PTN。其中LTE业务主要由OTN与PTN共同承载。在移动通信本地网络传输网络，主要分为城域核心层、骨干层、接入层，以及地域骨干层，不同层面的对于网络传输设备的要求也各有不同。
2对传輸网的影响分析
2.1SA/NSA架构对于Xn和NG接口带宽的影响
Option 3/3a是激进运营商急于部署5G业务时的过渡场景（如DoCoMo、AT&T等），其架构本质上仍然是一个4G+增强网络，需要LTE硬件改造或升级EPC实现特殊的会话管理功能，和其他场景不兼容。当采用Option 3时，由于LTE侧需要聚合LTE和NR的空口速率，因此S1的带宽需要大幅度提升，并且LTE和NR之间若不采用合设部署方案，则基站接口之间的带宽也需要大幅度提升，在LTE中X2接口通常用于传输X2信令以及切换时数据前传，一般规划带宽为S1接口的5%～10%，因此一般也就是几兆比特每秒到十几兆比特每秒的量级。若支持Option 3则需要提升吉比特每秒的量级，因此该方案多数运营商缺乏足够兴趣。而3a/3x方案无需改变现有S1接口的传输带宽，其中考虑到3x方案可以支持更好和更稳定的用户体验，受到一些运营商和芯片商的支持，相对于现有X2带宽需要升级基站间接口的带宽至百兆比特每秒量级。
2.2 CU/DU划分对于前传和中传带宽的需求
我们把高层划分中F1接口所需要的传输网称之为中传，把DU到有源天线系统（AAU）之间的接口所需的传输网称之为前传。
对于高级别划分方案，其适用的部署场景包括综合服务接入区、房间子系统等。综合业务接入区场景下的下一代前向接口应用是指利用接入区原有的光缆网络连接，选择合适的传输技术，如波分复用（WDM）/光传输网络（OTN）/下一代无源光网络（nG - pon）/分组传输网络（ptn），连接Cu和du，实现bbu的集中部署。原始光缆网络承载传输接口数据；在室分系统部署中，可以考虑利用楼内预先部署的丰富网线资源承载下一代前传接口数据，实现CU与DU间的通信。对于中传的带宽和时延需要满足如下条件：传输带宽。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于5G情况，以6 GHz以下频带、100 MHz带宽为例，假设在基站128天线配置下，上下行端口数为8，上行满负载时最高调制阶数为64 QAM，下行满负载时最高调制阶数为256 QAM，最大用户数为1 000，上下行峰值速率为3 Gbit/s和4 Gbit/s。下行接口信息带宽跟预选UE/Bearer的数量相关。根据前面假设每载波1 000个UE，假定10%的UE被预选，每UE一个无限承载，每个UE包含20 B信息。这样所需的带宽为1 000×10%×20 B×8 = 16 000 bit/ms，即16 Mbit/s。上行接口信息带宽与需要上报信息的用户数量和上报的内容相关。前面假设每载波1 000个UE，假定10%的UE有信息上报，每个UE上报的信息为30 Bytes。这样以来所需的带宽为1 000×10%×30 B×8=24 000 bit/ms，即24 Mbit/s。因此，在基于调度的L2划分方案下，每载波下行和上行总带宽分别为：下行为4 016 Mbit/s，上行3 024 Mbit/s。
3优化网络结构
过去，通信传输网络建设中使用的大多数网络架构都是分层结构。然而，随着科学技术的发展，整个知识产权行业也取得了巨大进步。大多数当前的网络架构正朝着扁平化发展，比如我们已经构建的LTE网络。未来，通信网络技术将主要改进一些技术和提高带宽。网络结构不会有太大变化。在这种发展的前提下，我们需要更多地考虑传输网络的承载能力。根据我们对现有的传输设备进行分析研究后发现，PIN朝扁平化发展所带来的好处更加广泛，其所展现的生命力也更加的顽强。首先可以使我们不必过分的依赖设备厂家，由于现在的PIN运营商在构建传输路线时使用层次递进，一条完整的传输路线最少都划分到四个层面，且每层都有不同的设备厂家为其提供相应的系统，彼此之间难以协调。而随着扁平化方案的建设完善，由于操作之间的标准化不同等问题，不同层次之间的传输设备需要同一厂家进行提供，可以使我们整体的设备质量以及运营风险得到有效控制。而且，这一模式的建立，可以减少我们的维修成本，优化网络结构改变层次网络的布置可以减少我们对于光纤资源的浪费。而在现有的传输网络构建中，有很大一部分的资金使用到建设光纤之上，从而使光缆资源的供应出现紧缺，进而影响整体传输网络的建设进程。对于建设扁平化网络可以减少我们对于机房的建设，使我们可以将以往投资在机房当中的费用更好的使用到所需要的地方。
4 5G网络通信技术的发展趋势
目前，5G网络通信技术正成为世界移动通信领域关注的焦点。随着网络技术的进步，5G通信的关键技术将在未来变得越来越清晰。中国也开始研究和制定未来的通信标准化。5G通信网络容量将在未来通过提高频谱效率、改变网络结构和开发新的频谱资源而大大增加。
5G移动通信网络技术的未来发展主要是定位在要密切衔接各种无线移动通信技术上，能够满足人们对于移动数据业务的需要，为网络通信提供全方位的服务。在网络技术方面5G移动通信技术将采用更加智能和灵活的网络架构，比如利用控制和转发互相分离的软件来对网络架构进行重新定义以及异构超密集的部署等，在无线传输上也会逐步提升技术来提高频谱资源的利用效率，如多天线技术、编码调制技术和多址接入技术等都会得到广泛的应用。
结语
简而言之，随着移动网络的发展，对数据流量的需求激增。预计2020年的数据流量将比2010年增加1000倍。5G系统开发面临2020年移动通信应用需求。在万物互联的背景下，再加上高速的保证，移动信息消费具有巨大的潜力。传统网络传输设备和数据网络设备之间的界限变得越来越模糊。基于ptn的5G传输网络的建设也必须适应现有的传输网络架构，向5G时代网络发展，为5G时代的到来做好相关的技术准备。
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论文作者:杨晓波
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/17
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