5g什么是承載網(wǎng)，5G承載網(wǎng)有什么區(qū)別？

大家好，今天的文章，我們來談談5。G承載網(wǎng)。

什么是承載網(wǎng)？顧名思義，承載網(wǎng)是一個專門負責數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡。

以前我們多介紹接入網(wǎng)和核心網(wǎng)。如果核心網(wǎng)是人腦，接入網(wǎng)是四肢，那么承載網(wǎng)是連接大腦和四肢的神經(jīng)網(wǎng)，負責傳遞信息和指令。

承載網(wǎng)絡、接入網(wǎng)絡、核心網(wǎng)絡相互合作，最終形成移動通信網(wǎng)絡。

雖然承載網(wǎng)的重要性得到了大家的一致認可，但存在感卻很弱。

在大多數(shù)人看來，承載網(wǎng)只是一條管道。只要不斷，就不用管了。

通信網(wǎng)絡原本是一條管道，承載網(wǎng)絡是“管道中的管道”

也有很多人認為承載網(wǎng)的技術含量很低，整天面對光纖和網(wǎng)線的密集恐懼癥，沒有未來。

其實這些都是對承載網(wǎng)的誤解。

承載網(wǎng)看似簡單，其實內部結構很復雜。承載網(wǎng)的整個技術體系規(guī)模，一點也不輸給接入網(wǎng)和核心網(wǎng)。

尤其是5G在時代，承載網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)到來“瘋狂”在這一點上，引進了許多高大的黑科技，讓人目不暇接，不明覺厲。

接下來，讓我慢慢介紹給你。

5G承載網(wǎng)，到底該怎么辦？

從1G到4G，承載網(wǎng)絡經(jīng)歷了從低帶寬到高帶寬，從小規(guī)模到大規(guī)模的巨大變化。

事實上，今天的承載網(wǎng)絡已經(jīng)非常強大和完善。承載網(wǎng)絡設備的性能也非常強大。

機房里插滿光纖的傳輸設備

盡管如此，在5G面前，這些現(xiàn)有的設備和技術方案只是瑟瑟發(fā)抖。

進入5G在這個時代，通信網(wǎng)絡的指標發(fā)生了很大的變化，有些指標甚至增加了十多倍。為了滿足要求，僅僅依靠無線空氣接口部分的改進是不可能的。整個端到端網(wǎng)絡架構，包括軸承網(wǎng)絡，必須進行自我革命。

承載網(wǎng)的革命目標在哪里？主要包括以下幾個方面:

帶寬！帶寬！

毫無疑問，帶寬是5G承載網(wǎng)絡最基本、最重要的技術指標?？湛谒俣忍岣吡藥资叮休d網(wǎng)絡也應大幅提高。特別是目前的5G剛起步階段，eMBB首先要實現(xiàn)的業(yè)務場景是帶寬。

車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制等垂直行業(yè)對網(wǎng)絡的延遲和可靠性要求較高。

5G最重要的需求之一是低延遲，需要實現(xiàn)個位數(shù)毫秒的端到端延遲。承載網(wǎng)絡作為端到端的一部分，雖然不是延遲的關鍵改進對象，但也應分擔一些指標壓力。

在5G很多場景都提出了“6個9級別（99.9999%）”可靠性要求。因此，承載網(wǎng)絡還必須滿足這一要求，并具有足夠強的容災能力和故障恢復能力。

5G對承載網(wǎng)的頻率同步和時間同步能力提出了很高的要求。

同步到底有什么用？

簡單舉幾個例子:5G載波聚合、多點協(xié)同和超短幀需要很高的時間同步精度；5G基本業(yè)務采用時間雙工（TDD）公式需要精確的時間同步；還有室內定位增值服務，也需要精確的時間同步。

5G承載網(wǎng)絡將是巨大的，大量的設備和復雜的網(wǎng)絡結構。如果網(wǎng)絡不能靈活、智能、高效、開放，這對運營商和運維人員來說是一場噩夢。

網(wǎng)絡要足夠強大，盡量省電。省電就是省錢。

我們之前介紹過切片，是5G網(wǎng)絡的核心能力。承載網(wǎng)也必須支持切片。

圖片來自微信官方賬號“無線深海”

以上幾個方面是5G承載網(wǎng)絡自我革命的目標。如果任何目標都無法實現(xiàn)，那就不是合格的5G承載網(wǎng)。

5G承載網(wǎng)，到底包括哪些部分？

介紹5G在承載網(wǎng)結構之前，我們先來看看接入網(wǎng)的變化。

4G大家都很熟悉接入網(wǎng)，是由BBU(基帶處理單元)，RRU由射頻拉遠單元和天饋系統(tǒng)組成。

到了5G，接入網(wǎng)被重建為三個功能實體：

BBU RRU 天饋▶▶▶CU DU AAU

CU：原BBU分割非實時部分，重新定義為CU，負責處理非實時協(xié)議和服務。

DU：BBU剩余功能重新定義為DU，負責處理物理協(xié)議和實時服務。

AAU：BBU部分物理層處理功能及原始物理層RRU無源天線合并為AAU。

為了更好地分配資源，服務于業(yè)務的多樣性需求（如減少延遲、降低能耗）和服務“網(wǎng)絡切片”。

接入網(wǎng)變成AAU、DU、CU之后，承載網(wǎng)也發(fā)生了巨大的變化。

我想澄清一個誤解：很多人一直認為承載網(wǎng)絡只連接到網(wǎng)絡和核心網(wǎng)絡，就像本文開頭畫的：

事實上，這并不嚴格，所以繪畫只是為了方便。準確地說，軸承網(wǎng)絡還包括接入網(wǎng)絡的內部連接和核心網(wǎng)絡的內部連接。因此，更準確的邏輯關系繪畫方法應該是這樣的：

這才能真正體現(xiàn)出來“承載”的奧義

5G接入網(wǎng)絡元之間，即AAU、DU、CU之間，也是5G承載網(wǎng)負責連接。不同的連接位置有自己獨特的名稱，稱為前傳、中傳、回傳。

AAU和DU之間，是前傳

DU和CU之間，是中傳

CU核心網(wǎng)之間是回傳

這三個“傳”，都屬于承載網(wǎng)

現(xiàn)實生活中的5G網(wǎng)絡，DU和CU位置不嚴格固定。運營商可根據(jù)環(huán)境需要靈活調整。

以前小編專門介紹過。D-RAN和C-RAN。D-RAN分布式無線接入網(wǎng)絡（DistributedRAN），C-RAN是集中無線接入網(wǎng)（CentralizedRAN）。

4G所謂的分布和集中是指時期BBU分布或集中G時期是指DU分布或集中。這種集中也分為“小集中”和“大集中”。

5G接入網(wǎng)，會存在多種部署模式

再次提醒，使用C-RAN集中的目的是實現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理和調度，提高能效，進一步實現(xiàn)虛擬化（詳細介紹了訪問網(wǎng)絡的文章）。

由于部署模式的多樣性，前傳、中傳、回傳的位置也有所不同。

不同的訪問網(wǎng)絡部署方法=承載網(wǎng)位置不同

電信運營商在不同的地方有不同層次的機房。例如，大城市的電信建筑機房往往是核心機房。普通辦公樓的基站機房是站點（訪問）機房。小城市或區(qū)級電信建筑也有機房，可能是聚集機房。

看上去有點暈嗎？

我再畫一張完整的承載網(wǎng)結構圖，幫助大家理解。

總的來說，除了前傳，承載網(wǎng)主要由城市網(wǎng)和骨干網(wǎng)組成。城市網(wǎng)分為接入層、聚合層和核心層。

所有接入網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)最終通過層層匯集到達頂層骨干網(wǎng)絡。

前傳部分

我們從前傳開始。

前傳就是AAU到DU兩者之間的承載力。它包多種連接方式，如：

簡單介紹一下。

一是光纖直接連接方式。

每個AAU與DU所有光纖點到點直接連接網(wǎng)，如下圖所示：

這是典型的“土豪”方法簡單直接。然而，這種方法占用了大量的光纖資源，更適合光纖資源豐富的地區(qū)。

而且這種方法更適合5G早期建設G隨著建設的深入，基站和載頻的數(shù)量也會急劇增加，這肯定是負擔不起的。

二是無源WDM方式。

安裝彩光模塊AAU和DU上，通過無源設備完成WDM使用一對或一根光纖提供多個功能AAU到DU的連接。

如下圖：

什么是WDM？

WDM是波分復用（WavelengthDivisionMultiplexing），在發(fā)送端經(jīng)復用器中發(fā)送兩個或多個不同波長的光載波信號(攜帶各種信息)(Multiplexer)數(shù)據(jù)傳輸技術匯合并耦合到同一光纖中。

什么是彩光模塊？

光復用傳輸鏈路中的光電轉換器，又稱WDM波分光模塊。不同中心波長的光信號在同一光纖中傳輸不會相互干擾，因此彩色光模塊實現(xiàn)了不同波長的光信號合成，大大降低了鏈路成本。

和彩光（Colored）對應的是灰光（Grey）?；夜庖脖环Q為白光或黑白光。其波長在一定范圍內波動，沒有特定的標準波長（中心波長）?；夜饽K通常用于客戶側光模塊。

采用無源WDM雖然節(jié)約了光纖資源，但也存在運維困難、管理困難、故障定位困難等問題。

三是有源WDM/OTN方式。

在AAU站點和DU相應的機房配置WDM/OTN通過設備信號通過設備WDM光纖資源的技術共享。

如下圖：

與無源相比，這種方案WDM方案，組網(wǎng)更加靈活(支持點對點和組環(huán)網(wǎng))，光纖資源消耗沒有增加。從長遠來看，這是一很好的方法。

第四，微波模式。

這種方法很簡單，就是通過微波傳輸數(shù)據(jù)，非常適合位置偏遠、視距開闊、光纖不到位的情況。

如下表所示：

根據(jù)現(xiàn)狀，5G部署初期，光纖直驅仍是前傳承載的主要部分，無源WDM補充計劃。

在這里，我兩個與前傳相關的概念，即CPRI和eCPRI。

CPRI就是CommonPublicRadioInterface，一般公共無線電接口。G時代，BBU和RRU這個接口在兩者之間。它是一個通用接口，有多個不同的版本，不同的版本對應不同的網(wǎng)絡系統(tǒng)。

BBU和RRU之間的CPRI光纖

到了5G時代，AAU和DU帶寬之間的帶寬可能達到數(shù)百Gbps，CPRI不能滿足要求，升級到eCPRI接口規(guī)范（enhancedCPRI，增強型CPRI），界面帶寬顯著增加。

說到帶寬，我們前面說了5G大帶寬需要多大？

目前的4GLTE網(wǎng)絡，主流子載波帶寬是20MHz，單基站的峰值吞吐量約為240Mbit/s。(是的，是的，一個基站的帶寬沒有大家想象的那么大。

而5G網(wǎng)絡，特別是毫米波頻段，空口頻寬100-400MHz，甚至更高MassiveMIMO在空口技術的進一步加持下，單基站的帶寬將為4G的幾十倍。

5G基站帶寬估算參考

根據(jù)測算結果，在5G施工初期，運營商單基站帶寬參考值將采用10GE或25GE的標準。（4G大多數(shù)站點的標準只有1GE。即便如此，前傳帶寬的浪費還是比較嚴重的。

5G前傳帶寬標準

接入環(huán)節(jié)點的帶寬由部署方式和類型決定，5G熱點地區(qū)的帶寬明顯大于普通地區(qū)(節(jié)點多，高頻站多)。

中傳和回傳部分

接下來我們來看看中回傳。

由于帶寬和成本等原因，中回傳不能直接使用光纖或無源WDM等等，微波也不現(xiàn)實。

5G中回傳承載方案主要集中在PTN、OTN、IPRAN等待現(xiàn)有技術框架的改造。

從宏觀上看，5G承載網(wǎng)的本質是4G在承載網(wǎng)現(xiàn)有技術框架的基礎上，通過“加裝升級”引進大量黑色技術和實現(xiàn)能力的方法面強化。

國內三大運營商5G例如，中回傳承載網(wǎng)方案基本上是在現(xiàn)有方案中加強和改進的，從而實現(xiàn)5G的支持。

首先看實力最強的中國移動。

移動認為，SPN這是最適合你的計劃，可以滿足你所有的需求。

SPN，就是SlicingPacketNetwork，切片分組網(wǎng)。它是中國移動自主創(chuàng)新的技術體系。

中國移動的4G基于承載網(wǎng)PTN（PacketTransportNetwork，分組傳輸網(wǎng))SPN基于以太網(wǎng)傳輸架構，繼承PTN在此基礎上，傳輸方案的功能特性得到了加強和創(chuàng)新。

感覺在移動的眼睛里，SPN以太網(wǎng)“升級”光接口可以充分利用非常成熟的以太網(wǎng)生態(tài)鏈，實現(xiàn)更高的性價比。

因此，移動非常樂觀SPN，并盡力推動SPN也大力支持標準項目的批準SPN發(fā)展上下游產(chǎn)業(yè)鏈。在其努力下，SPN技術發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)鏈日益完整。

中國電信在5G主要承載領域M-OTN方案。M-OTN基于OTN，移動承載力優(yōu)化OTN技術（Mobile-optimizedOTN）。

電信之所以會選擇M-OTN，和電信非常完美和強大OTN光傳輸網(wǎng)絡有很大關系。眾所周知，電信的老本行是固網(wǎng)寬帶，在光傳輸網(wǎng)的基礎設施上還是很有家庭背景的，帶寬資源也很充足。

OTN以光為基礎的傳輸網(wǎng)技術，具有大帶寬、低延遲等特點，可無縫連接5G承載需求。而且，OTN經(jīng)過多年的發(fā)展，技術穩(wěn)定可靠，并有成熟的系統(tǒng)標準支持。對于電信來說，它可以在規(guī)模上部署OTN現(xiàn)在網(wǎng)上實現(xiàn)升級，既省錢又高效。

中國聯(lián)通缺錢，利舊自家IPRAN是肯定的。

IPRAN是行業(yè)主流的移動回傳業(yè)務承載技術，廣泛應用于國內運營商網(wǎng)絡，3G和4G時代發(fā)揮了突出的作用，運營商也積累了豐富的經(jīng)驗。

但是現(xiàn)有IPRAN技術不可能滿足5G要求的，所以聯(lián)通就搞起了IPRAN2.0，即增強IPRAN。

IPRAN2.0顯著提高了端口接入能力和交換容量。此外，隧道技術、切片承載技術和智能維護技術也有了很大的改進和創(chuàng)新。

中國聯(lián)通一直在做IPRAN2.0標準功能驗證和性能測試，整體情況看起來不錯。

以上，就是國內三大運營商5G中回傳承載網(wǎng)方案。

名言有云，“經(jīng)濟基礎決定上層建筑的上層建筑”。其實這和現(xiàn)在的情況有些相似。

承載網(wǎng)絡作為通信網(wǎng)絡的軀干，涉及到大量的資本投資。運營商肯定會充分考慮資源再利用、建設成本產(chǎn)業(yè)成熟度等因素，仔細選擇最合適的方案。

面對這種情況，作為產(chǎn)業(yè)鏈上下游的企業(yè)，其實是很痛苦的。

大型設備制造商可以說，中小型制造商很難同時從事多條跑道的研究。如果主要方案不能朝著整合的方向發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)將被迫選擇“站隊”。這肯定會制約產(chǎn)業(yè)鏈的擴大和共享，也會影響承載網(wǎng)絡建設總成本的下降。

因此，許多專家呼吁主要運營商盡可能多地制定計劃“融合”，最好是同途同歸。這樣對產(chǎn)業(yè)鏈和運營商都有好處。對最終用戶來說也是好事。

文章來源：鮮棗課