隨著4G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模部署，5G的標(biāo)準(zhǔn)制定和關(guān)鍵技術(shù)研究也正在加速。我國IMT-2020推進(jìn)組在《5G愿景與需求》白皮書中提出了5G的關(guān)鍵需求和能力指標(biāo)，包括：0.1～1 Gbit/s 的用戶體驗(yàn)速率、每平方千米一百萬的連接數(shù)密度、毫秒級(jí)的端到端時(shí)延、每平方千米數(shù)十Tbit/s的流量密度、500 km/h以上的移動(dòng)性和數(shù)十Gbit/s的峰值速率，同時(shí)在組網(wǎng)架構(gòu)和技術(shù)方面還將引入網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）/軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）、網(wǎng)絡(luò)切片等新型技術(shù)。5G技術(shù)的新特性對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)提出諸多挑戰(zhàn)性的需求，本文在總結(jié)5G承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變化的基礎(chǔ)上，對(duì)5G前傳、中傳和回傳網(wǎng)絡(luò)可能的技術(shù)解決方案進(jìn)行了分析，并介紹了5G傳送技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀和發(fā)展方向。

 5G承載架構(gòu)的變化

相對(duì)于4G LTE接入網(wǎng)的BBU和RRU兩級(jí)構(gòu)架，5G RAN將演進(jìn)為CU、DU和AAU 3級(jí)結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的承載網(wǎng)架構(gòu)可以分解為前傳、中傳和回傳網(wǎng)絡(luò)。

5G無線網(wǎng)、核心網(wǎng)均會(huì)朝著云化和數(shù)據(jù)中心化的方向演進(jìn)。CU可以部署在核心層或骨干匯聚層，用戶面為了滿足低時(shí)延等業(yè)務(wù)的體驗(yàn)則會(huì)逐步云化下移并實(shí)現(xiàn)靈活部署，為了實(shí)現(xiàn)4G/5G/Wi-Fi等多種無線接入的協(xié)同，基站的控制面也會(huì)云化集中，基站之間的協(xié)同流量也會(huì)逐漸增多。同時(shí)，邊緣計(jì)算使得運(yùn)營商和第三方服務(wù)能夠靠近終端用戶接入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)超低時(shí)延服務(wù)，為了滿足這些時(shí)間敏感服務(wù)的低延遲要求，部分5G核心網(wǎng)的功能被放入移動(dòng)邊緣計(jì)算（MEC）中。由于MEC承擔(dān)了5G核心網(wǎng)的部分功能，因此MEC與5G核心網(wǎng)之間的連接將是一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)連接。5G承載網(wǎng)絡(luò)的整體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 5G承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變化

在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向5G演進(jìn)的同時(shí)，局端機(jī)房重構(gòu)也在進(jìn)行。本地網(wǎng)內(nèi)傳統(tǒng)的局端機(jī)房逐步改造為屬地化的邊緣數(shù)據(jù)中心（DC）。同時(shí)，運(yùn)營商綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)的建設(shè)和完善，也實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)業(yè)務(wù)、固網(wǎng)業(yè)務(wù)、專線業(yè)務(wù)的統(tǒng)一接入和匯聚。隨著CU、MEC、OLT、CDN等網(wǎng)元的虛擬化，未來綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)也將演進(jìn)成一個(gè)小型DC。未來城域網(wǎng)的流量將會(huì)是以邊緣DC到綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)之間的南北向流量，以及邊緣DC之間和綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)之間的東西向流量為主。5G階段承載網(wǎng)的核心匯聚層也將會(huì)是一張面向統(tǒng)一承載的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（見圖1）。

總的來看，相比4G時(shí)代以南北向流量為主的流量模型，5G時(shí)代無線和核心網(wǎng)的云化給承載網(wǎng)帶來任意流向的復(fù)雜連接，包含基站到基站之間、基站到不同層的核心網(wǎng)之間以及不同層核心網(wǎng)之間的流量備份和負(fù)載分擔(dān)等，要求承載網(wǎng)能夠提供靈活的3層連接、滿足流量就近轉(zhuǎn)發(fā)、節(jié)省傳輸資源以及保障最佳體驗(yàn)的要求。
 

5G承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)方案分析

5G承載網(wǎng)整體架構(gòu)如圖2所示。

圖2 5G承載網(wǎng)整體架構(gòu)

前傳網(wǎng)絡(luò)是AAU和DU之間5G承載網(wǎng)絡(luò)的一部分。前傳拓?fù)渑cDU部署的架構(gòu)相關(guān)，有2種典型的DU部署，一種是分布式DU部署，另一種是集中式DU部署。

對(duì)于分布式DU部署，一個(gè)DU只連接到附近的AAU，是一種點(diǎn)到多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。對(duì)于集中式DU部署，多個(gè)DU放置在同一個(gè)位置，可以使用星型和環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接遠(yuǎn)端AAU，AAU和DU之間的距離小于10 km。

考慮到5G將分階段部署，第1階段非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA），5G與現(xiàn)有的3G/4G業(yè)務(wù)之間存在互通的需求。因此，前傳網(wǎng)絡(luò)需要支持采用通用公共無線電接口（CPRI）的2G/3G/4G業(yè)務(wù)和采用下一代前傳接口（eCPRI/NGFI）的5G業(yè)務(wù)。前傳的方案目前看還是以光層為主，可以采用光纖直驅(qū)、無源WDM、N×10 Gbit/s、N×100 Gbit/s波分等。ITU目前也在討論采用簡化的OTN，增加25G/50G OTN接口用于前傳網(wǎng)絡(luò)，提供必要的性能監(jiān)測和保護(hù)等。