3GPP 5G NR標準SA(獨立組網)方案正式完成并發布，標志著首個真正完整意義的國際5G標準正式出爐。6月的上海MWC通信展，中國電信發布了5G白皮書，國家也在大力推動5G網絡部署相關工作。中國聯通一直在研究和跟進5G承載需求，結合近年來基礎網絡架構的搭建，重點關注基礎網絡資源的儲備工作，并提出了5G X-haul網絡的初步承載方案，為5G網絡的快速部署奠定基礎。
1、5G網絡架構及承載需求
（1）. 5G RAN側重構及NGC云化部署
5GRAN網絡重新劃分了BBU、RRU功能，新定義的Centralized RAN包含中央單元(CU)和分布單元(DU)，如圖1-1所示，CU與DU之間的接口命名為F1，CU之間接口命名為Xn，DU之間無互聯接口，其東西向流量通過CU進行交互。
5G初期各廠家無線設備將以CU/DU合設形態為主，后期CU/DU分設時，相比LTE回傳網絡將增加中傳鏈路。CU/DU合設形態下，5G BBU功耗約500-1000W。
圖1-1 5G RAN及NGC網絡架構
5G核心網采用云化部署的方式（通信云），由專用網元變為數據中心的NFV功能和服務。云化網絡將以DC為中心部署，結合不同的業務場景和需求，DC采用區域集中或本地部署的方式，時延敏感型業務預計會下沉到邊緣部署。
（2）. 5G承載需求分析
根據ITU-R發布的M.2083中明確的5G eMBB、uRLLC、mMTC三大業務場景，未來業務的主要特點是大帶寬、低時延、高可靠及海量連接。因此5G對承載網的主要需求包括超高帶寬、更低時延、網絡切片及智能控制與協同等。
與此同時，網絡云化也對承載網提出了新的要求，由于通信云采用數據中心的架構部署，因此承載網絡與核心網的連接從以前的與多個核心網元的連接，變成與多個數據中心的連接，數據中心內部網絡采用SPINE/LEAF架構，統一通過邊界設備（Border Leaf）與DC外部網絡連接，以前常見的核心網CE網絡將變成數據中心內交換網絡。隨著vBRAS的云化，城域網關鍵網元BRAS將部署在通信云上，且轉發面對設備的功能要求將進一步簡化，城域網在設備技術功能和能力方面的要求與IPRAN差異將大大縮小，為固移融合提供了機遇。
（3）. 5G網絡不確定性分析及對承載的影響
滿足ITU定義的三大場景所有需求的5G R16標準預計在2019Q3完成，無線及核心網設備尚未成熟，對于需求及承載方案仍存在部分不確定性，其中主要有：
1、DU/CU池組化能力，初期回傳UNI為10GE接口已明確，DU管理AAU數量各廠家差異較大，DU池組化的規模將影響到回傳接口的速率選擇；
2、移動網絡業務切片機制尚不明朗，承載網絡如何適應需要進一步研究；
3、不同業務對時延要求、時延分配尚不明確，可能會影響承載方案或設備性能要求；
4、不同的共建共享模式會導致承載需求變化。
2、5G承載方案分析
（1）. 5G承載網絡基礎架構
2013年初，中國聯通戰略性地提出了本地基礎網絡架構布局規劃，通過劃分匯聚區、綜合業務接入區，以穩定的核心、匯聚節點、綜合業務接入點為基礎，建設垂直分層、水平分區的面向綜合業務接入的基礎光纜網，提高網絡健壯性。
現有基礎架構布局可完全滿足5G網絡布局，本地DC及云化后的CU可部署在核心/匯聚節點，綜合業務接入點可作為5G BBU集中點。
5G RAN網絡主要有三種部署模式：D-RAN分布式部署、C-RAN集中部署(CU/DU一體化)、C-RAN集中部署(CU、DU分離部署)，如圖2-1所示。
圖2-1 RAN側部署方式
D-RAN方式具備組網簡單，單點失效影響面小的優點，但對于機房需求量大，成本較高；C-RAN在建設成本和維護成本上較D-RAN有較大優勢，可節省站點機房及傳輸設備數量，網絡時延較低，但增加了光纖資源的消耗。考慮接入成本及對末端機房等需求，建議以C-RAN接入模式為主，實現基站快速部署，提高跨站協同效率。根據前期試點城市典型區域調研，架構節點機房空間經過優化調整基本可以滿足C-RAN集中部署需求，部分機房外市電容量不足需擴容。
（2）. 前傳方案
前傳方案應以光纖直驅方式為主，但超密集組網時需要的纖芯資源大，對于纖芯不足且光纜布放困難的站點可結合實際情況采用多種方式靈活解決，如基于G.698.4技術的5G前傳組網技術、單纖雙向技術等。
（3）. 回傳方案
5G基站回傳接口將采用10GE接口，目標單站均值流量2-3G，峰值流量5G左右。考慮到5G建網周期因素和終端因素等，建網初期5G流量不會太大，4G網絡流量仍將增長。
5G承載方案應充分考慮現網和業務發展特點，充分保護現網投資，實現一張網綜合承載為目標。根據eMBB業務預測，5GDOU大約是現有4G DOU的5-8倍，現網4G單站流量大約50M，初步估算單10GE環路可滿足25-40個5G基站的流量，且現網IPRAN綜合業務接入點上聯至一匯鏈路普遍處于輕載狀態，部分10GE環路資源可以利舊。
由于5G單站回傳接口將采用10GE光接口，現有IPRAN接入設備一般僅能支持2-4個10GE接口，C-RAN模式下無法滿足DU接入需求，在5G規模部署時需要新建接入層設備。
另外，考慮到固移業務的綜合承載和未來站址密度增加、帶寬提速等因素，接入層采用PeOTN實現綜合承載，匯聚層以上采用動態L3設備組網也是一個可選擇方案。
（4）. IPRAN網絡演進方案建議
初期核心匯聚層建議利舊現有網絡，后期結合流量增長按需升級替換為大容量IPRAN2.0設備(支持SR/EVPN/FLEX-E等新特性)；由于單站UNI接口速率達到10GE，建議接入層以新建IPRAN 2.0網絡為主，由下至上分層演進，逐步過渡到IPRAN2.0綜合承載網絡。
1）5G初期（站點規模較小，流量輕載）
5G站點接入時，由于UNI接口速率升級，接入層（IAP點）建議以新增2.0設備為主，考慮成本及3/4G業務的承載調整，不建議對現有設備升級利舊；綜合業務接入點組建10GE環路，采用10GE接口上聯至現有匯聚設備，支持異常家解耦。
利舊現有核心匯聚層設備，當容量不足時，通過10GE鏈路捆綁解決；對于部分特大城市，核心層槽位或設備能力不足的可升級/替換2.0設備。
2）5G中期（規模部署）
根據5G業務發展情況，綜合業務接入點組建25GE/50GE（具體應結合業務發展及25/50GE光模塊成本、產業鏈成熟度綜合考慮）環路，采用25GE/50GE接口上聯匯聚層設備，支持異常家解耦。
核心匯聚層需采用100G端口組網，核心層設備槽位或能力不足時，可升級或替換為2.0設備；若匯聚機房機位/電源充足，且現網設備升級后槽位數量無法滿足目標網需求時，匯聚層新建2.0設備；若匯聚機房架位/電源條件緊張且現有設備剩余槽位可以滿足3-5年業務發展時，匯聚層可通過更換交換板及軟件更新升級為2.0設備。
3、5G成熟期（目標網）
根據流量監測情況按需升級、擴容，綜合業務接入點支持100G環路；核心匯聚層全部為2.0設備，按需擴容。
4、總結和建議
（1）. 盡快完成基礎資源儲備
為滿足未來5G承載及通信云DC部署需求，應盡快啟動5G目標需求梳理：加快推進基礎架構完善，完成節點布局，實現傳送網網絡結構穩定；加快匯聚機房建設，提升匯聚機房自有率；加快老舊設備騰退，挖潛、盤活現有匯聚機房資源，實現對現有局房資源利用最大化、使用最優化。
采用CU/DU集中部署模式可以節約末端節點建設和維護成本，因此在條件具備或改造后具備的前提下，應將CU/DU集中部署（C-RAN）模式作為主要的站點接入模式。條件不具備時，可采用分散部署（D-RAN）模式。
對于機房空間具備但外市電容量不足的，應優先考慮電源擴容，無法擴容的可減少集中站點數量，同時可結合建設成本、運維管理等因素考慮調整充放電時間，降低電源負荷。
（2）. 前傳承載應以光纖直驅為主
綜合考慮TCO成本，前傳應以光纖直驅方式為主，無源波分等方案作為補充。
（3）. 回傳承載建議采用IPRAN升級方案
因L3需求的存在，核心匯聚層仍采用IPRAN技術，現有IPRAN核心匯聚層可基本滿足5G初期業務需求，接入層由于端口速率升級需替換IPRAN 2.0設備。
（4）. 新設備建設應考慮SR等新功能引入
承載網絡應支持SDN等技術實現業務的快速開通及靈活調整，同時推進跨域SDN，實現IP與光的協同。為進一步簡化控制協議，建議新設備引入時一并考慮部署SR、EVPN等協議，實現SDN控制簡化、路由性能優化。在切片需求基本明確后可考慮引入FLEX-E接口技術以支持網絡硬切片，更好支撐不同類型業務的綜合承載。
考慮到目前5G需求仍存在一定的不確定性，但從TCO總體成本最優原則出發，建議相關專業在技術要求中明確：
1）前傳接口應采用單纖雙向技術，單纖雙向附加成本較小，可以大大減少主干光纜纖芯占用，支撐未來高頻業務擴展。
2）當前5G DU/AAU設備功耗較高，建議商用部署時規范功耗范圍，最大可能降低設備功耗。
3）建議推進5G大容量DU技術發展，以節約機房空間。
4）新型IPRAN可以滿足固移業務的綜合承載，應結合vBRAS等技術發展，推動向城域綜合承載網絡演進。
責任編輯：董佳豪
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