隨著4G網(wǎng)絡的規(guī)模部署，移動互聯(lián)網(wǎng)快速地改變了人們的生活 。與此同時，5G愿景與需求、5G標準和關鍵技術(shù)的研究也隨之迅速提上日程。
目前國際上多個標準化組織和機構(gòu)，如ITU、3GPP、5GPPP、NGMN等都在進行5G網(wǎng)絡及其架構(gòu)的研究工作，我國IMT-2020網(wǎng)絡技術(shù)工作組也已牽頭國內(nèi)運營商、研究機構(gòu)、設備商廣泛開展5G領域的需求、應用場景和架構(gòu)方面的研究和討論。IMT-2020推進組在2014年6月發(fā)布的《5G愿景與需求白皮書》提出了5G的關鍵需求和能力指標，包括：0.1～1Gbit/s 的用戶體驗速率、每平方千米一百萬的連接數(shù)密度 、毫秒級的端到端時延、每平方公里數(shù)十Tbit/s的流量密度、500km/h以上的移動性和數(shù)十Gbit/s的峰值速率。這些指標的實現(xiàn)要求網(wǎng)絡架構(gòu)具備以下特性 ：更扁平的架構(gòu)、更快捷的內(nèi)容分發(fā)、更靈活的網(wǎng)絡編排、更簡潔的移動性管理、更高效的資源管理、更安全的網(wǎng)絡體系。
5G技術(shù)面向移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)，主要涉及4個技術(shù)場景：連續(xù)廣域覆蓋場景、熱點高容量場景、低功耗大連接場景和低時延高可靠場景。為滿足上述5G網(wǎng)絡愿景及需求，烽火通信與業(yè)內(nèi)標準組織、運營商等經(jīng)過研究與分析，總結(jié)出未來5G承載網(wǎng)絡將聚焦如下重點：
網(wǎng)絡架構(gòu)重構(gòu)：傳統(tǒng)2G/3G/4G回傳網(wǎng)絡分為接入層、匯聚層、骨干匯聚層、核心層，而且4G時代引入了C-RAN前傳網(wǎng)絡。5G時代，由于無線頻譜資源提升及Massive MIMO多天線技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)RAN架構(gòu)下的CPRI接口難以承載巨大的帶寬，需要進行架構(gòu)重構(gòu)。重構(gòu)之后，5G新定義了CU和DU兩個功能實體，原核心網(wǎng)和BBU的功能在CU和DU有了新的劃分，出現(xiàn)了一級前傳（RRU-DU）和二級前傳（DU-CU）兩級架構(gòu)。CU與DU功能的切分以處理內(nèi)容的實時性進行區(qū)分，CU設備主要包括非實時的無線高層協(xié)議棧功能，同時也支持部分核心網(wǎng)功能（UP）下沉和邊緣應用業(yè)務的部署；DU設備則主要處理物理層功能和實時性需求的L2功能。而網(wǎng)絡向著含“邊緣DC”、“匯聚DC”和“核心DC”在內(nèi)的以DC為核心組網(wǎng)的概念發(fā)展。網(wǎng)絡架構(gòu)重構(gòu)的目的不僅在于以業(yè)務為核心進行組網(wǎng)，而且在于通過網(wǎng)絡重構(gòu)引入新的組網(wǎng)思路和技術(shù)，以解決5G承載面臨的帶寬容量、節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)能力、端到端時延等方面的難題。
大容量低時延轉(zhuǎn)發(fā)：根據(jù)標準定義，5G基站帶寬均值將超過1Gbps，峰值更是超過10Gbps，無論是對于前傳網(wǎng)絡還是回傳網(wǎng)絡均提出了很高的帶寬要求。為滿足5G業(yè)務大帶寬承載需求，無論是eCPRI還是NGFI均計劃降低傳統(tǒng)CPRI接口方式下的帶寬需求。從業(yè)務層面而言，當前IEEE, Ethernet Alliance等標準組織正在進行25GE、50GE、200GE和400GE等新型以太網(wǎng)業(yè)務接口定義，5G前傳、回傳設備通過采用上述新型接口可滿足業(yè)務承載需求。在傳輸層面，當前100G已在干線、城域?qū)用鎻V泛部署，較好地滿足了4G、IDC等業(yè)務承載需求，未來通過現(xiàn)網(wǎng)平滑升級400G可滿足5G業(yè)務承載的容量需求。同時，業(yè)內(nèi)聚焦通過采用高速業(yè)務接口、大容量節(jié)點設備并結(jié)合優(yōu)化的處理器架構(gòu)等技術(shù)，以實現(xiàn)低時延轉(zhuǎn)發(fā)的目標。
高精度時間同步：5G時代由于載波聚合、多點協(xié)同、5G超短幀結(jié)構(gòu)、高精度定位等新技術(shù)的應用，要求基站間滿足百納秒級的超高精度。與此同時，傳輸網(wǎng)絡需具備更高精度的時間傳送能力。對于高精度時間同步性能，如下預估參數(shù)可作為參考：
·5G系統(tǒng)端到端定時誤差預算要求是在+/-130ns以內(nèi)；
·整個傳送網(wǎng)的時間精度要求是+/-100ns（包括由于鏈路非對稱引入的誤差+/-10ns，傳送設備總定時誤差+/-90ns）；
·RRU至 DU 一級前傳+/-10ns。
·為滿足以上5G承載高精度時間同步的要求，當前承載領域正在開展如下方面的工作：
·研究時間同步協(xié)議的升級（從現(xiàn)有 1588v2 升級到未來的 1588v3）；
·研究利用光纖或波長直連傳遞時間的方法以及組網(wǎng)的可行性；
·研究在復雜組網(wǎng)條件（多種傳輸技術(shù)混合組網(wǎng)、長距離、多跳等）下的時間精度，影響穩(wěn)定性的因素及相應的解決辦法；
·采用 SDN技術(shù)進行全網(wǎng)性能監(jiān)測和反向調(diào)控的可行性研究等多種技術(shù)手段。
端到端的業(yè)務靈活調(diào)度：面向 5G 提供“端到端”服務的關鍵，在于解決下一代無線接入網(wǎng)絡中多種異構(gòu)資源的聯(lián)合調(diào)度與高效適配，即解決業(yè)務接入過程中的無線網(wǎng)絡、前傳網(wǎng)絡、回傳網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡（DU，CU，DC）之間的高效互通，打通無線接入側(cè)、匯聚側(cè)與核心側(cè)的數(shù)據(jù)傳輸通道。SDN實現(xiàn)了控制層面和轉(zhuǎn)發(fā)（數(shù)據(jù)）層面的解耦，使網(wǎng)絡更開放，可以靈活支撐上層業(yè)務和應用。通過SDN可以使不同的移動用戶定制滿足特定屬性的帶寬、時延以及安全性需求。同時借助SDN 的可編程性，將移動接入網(wǎng)絡抽象成能獨立的“網(wǎng)絡切片”，每個“網(wǎng)絡切片”具有包括射頻接入、前傳拉遠、回傳匯聚、核心側(cè)處理等功能，服務于多租戶的應用場景。為了滿足5G端到端的服務提供，當前業(yè)內(nèi)聚焦在5G 網(wǎng)絡的端到端SDN 控制平面架構(gòu)、南向接口技術(shù)、北向接口技術(shù)、控制平面與綜合資管系統(tǒng)的融合演進方案等幾個方面開展研究。
統(tǒng)一管控的網(wǎng)絡分片：5G的業(yè)務在帶寬、時延、可靠性需求、能耗以及服務客戶、運營計費等方面要求存在巨大差異。例如：4K/8K移動視頻業(yè)務要求超高速率，可觸摸交互式應用要求超低時延(<1ms)，M2M/IoT 應用要求高密度連接，自動駕駛和遠程控制要求高可靠、 超低時延，移動寬帶業(yè)務要求超高速移動性。每種業(yè)務類型對于網(wǎng)絡各項能力要求非常不平均，為 5G 承載網(wǎng)絡架構(gòu)的靈活性和業(yè)務適應性提出了新的需求。網(wǎng)絡切片技術(shù)是滿足該需求的關鍵所在。一個網(wǎng)絡切片將構(gòu)成一個端到端的邏輯網(wǎng)絡，按切片需求方的需求靈活地提供一種或多種網(wǎng)絡服務。當前承載領域，初步計劃采用“集中管控分片”，“轉(zhuǎn)發(fā)控制分片”，“轉(zhuǎn)發(fā)資源分片”三級網(wǎng)絡分片的方式來實現(xiàn)整個承載網(wǎng)絡的切片。網(wǎng)絡分片的需求從集中管控層面注入，轉(zhuǎn)發(fā)控制層面接收到分片需求后，根據(jù)網(wǎng)絡分布進行多網(wǎng)絡分片協(xié)同并進行網(wǎng)絡分片創(chuàng)建，最后組織形成所需要的網(wǎng)絡分片。除了時分（如OTN）和波分（如DWDM）等天然硬管道可以方便的支撐網(wǎng)絡分片功能外，當前OIF定義的Flex-E技術(shù)可以用于對一個以太網(wǎng)鏈路和端口的硬隔離切分，應用該技術(shù)后網(wǎng)絡分片可以做到在硬件資源上共享同一個端口同一根光纖鏈路，而轉(zhuǎn)發(fā)面互相硬件隔離互不影響。Flex-E較好地滿足了“轉(zhuǎn)發(fā)資源分片”實現(xiàn)需要，受到業(yè)內(nèi)普遍關注，國際標準一直在持續(xù)完善和補充中。
當前2G/3G/4G移動通信已經(jīng)深刻地改變了人們的生活，對于5G描繪的移動寬帶（如高清視頻、虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實）、高可靠和低時延（如自動駕駛、遠程控制）、高連接密度（如智慧城市、工業(yè)制造），大家更是充滿了憧憬和向往。為實現(xiàn)上述愿望，5G網(wǎng)絡需求和網(wǎng)絡架構(gòu)相對4G也將發(fā)生很大變化，帶寬、時延、時間同步等多方面功能和指標，都將給傳送網(wǎng)帶來巨大的挑戰(zhàn)。烽火通信秉承2G/3G/4G 時代的深厚積累，聚焦光與IP，加速SDN/NFV一體化解決方案提供，積極向ICT領域轉(zhuǎn)型，迎接5G承載挑戰(zhàn)。無論在超高速傳輸（400G/1T）、超大容量、硅光子集成、高精度時鐘同步，還是新型以太網(wǎng)接口、SDN/NFV等方面，烽火通信已提前做好了布局和持續(xù)投入，并與同行一起為5G時代中國在世界范圍內(nèi)實現(xiàn)“5G引領”的戰(zhàn)略目標貢獻力量。