隨著4G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模部署，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)快速地改變了人們的生活 。與此同時(shí)，5G愿景與需求、5G標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)的研究也隨之迅速提上日程。

目前國際上多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織和機(jī)構(gòu)，如ITU、3GPP、5GPPP、NGMN等都在進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)及其架構(gòu)的研究工作，我國IMT-2020網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工作組也已牽頭國內(nèi)運(yùn)營商、研究機(jī)構(gòu)、設(shè)備商廣泛開展5G領(lǐng)域的需求、應(yīng)用場景和架構(gòu)方面的研究和討論。IMT-2020推進(jìn)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(guān)鍵需求和能力指標(biāo)，包括：0.1～1Gbit/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、每平方公里數(shù)十Tbit/s的流量密度、500km/h以上的移動(dòng)性和數(shù)十Gbit/s的峰值速率。這些指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)要求網(wǎng)絡(luò)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(luò)編排、更簡潔的移動(dòng)性管理、更高效的資源管理、更安全的網(wǎng)絡(luò)體系。

5G技術(shù)面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)，主要涉及4個(gè)技術(shù)場景：連續(xù)廣域覆蓋場景、熱點(diǎn)高容量場景、低功耗大連接場景和低時(shí)延高可靠場景。為滿足上述5G網(wǎng)絡(luò)愿景及需求，烽火通信與業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)組織、運(yùn)營商等經(jīng)過研究與分析，總結(jié)出未來5G承載網(wǎng)絡(luò)將聚焦如下重點(diǎn)：

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)：傳統(tǒng)2G/3G/4G回傳網(wǎng)絡(luò)分為接入層、匯聚層、骨干匯聚層、核心層，而且4G時(shí)代引入了C-RAN前傳網(wǎng)絡(luò)。5G時(shí)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(jìn)行架構(gòu)重構(gòu)。重構(gòu)之后，5G新定義了CU和DU兩個(gè)功能實(shí)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(jí)前傳（RRU-DU）和二級(jí)前傳（DU-CU）兩級(jí)架構(gòu)。CU與DU功能的切分以處理內(nèi)容的實(shí)時(shí)性進(jìn)行區(qū)分，CU設(shè)備主要包括非實(shí)時(shí)的無線高層協(xié)議棧功能，同時(shí)也支持部分核心網(wǎng)功能（UP）下沉和邊緣應(yīng)用業(yè)務(wù)的部署；DU設(shè)備則主要處理物理層功能和實(shí)時(shí)性需求的L2功能。而網(wǎng)絡(luò)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(luò)架構(gòu)重構(gòu)的目的不僅在于以業(yè)務(wù)為核心進(jìn)行組網(wǎng)，而且在于通過網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)能力、端到端時(shí)延等方面的難題。

大容量低時(shí)延轉(zhuǎn)發(fā)：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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(luò)還是回傳網(wǎng)絡(luò)均提出了很高的帶寬要求。為滿足5G業(yè)務(wù)大帶寬承載需求，無論是eCPRI還是NGFI均計(jì)劃降低傳統(tǒng)CPRI接口方式下的帶寬需求。從業(yè)務(wù)層面而言，當(dāng)前IEEE, Ethernet Alliance等標(biāo)準(zhǔn)組織正在進(jìn)行25GE、50GE、200GE和400GE等新型以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接口定義，5G前傳、回傳設(shè)備通過采用上述新型接口可滿足業(yè)務(wù)承載需求。在傳輸層面，當(dāng)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(wù)承載需求，未來通過現(xiàn)網(wǎng)平滑升級(jí)400G可滿足5G業(yè)務(wù)承載的容量需求。同時(shí)，業(yè)內(nèi)聚焦通過采用高速業(yè)務(wù)接口、大容量節(jié)點(diǎn)設(shè)備并結(jié)合優(yōu)化的處理器架構(gòu)等技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)低時(shí)延轉(zhuǎn)發(fā)的目標(biāo)。

高精度時(shí)間同步：5G時(shí)代由于載波聚合、多點(diǎn)協(xié)同、5G超短幀結(jié)構(gòu)、高精度定位等新技術(shù)的應(yīng)用，要求基站間滿足百納秒級(jí)的超高精度。與此同時(shí)，傳輸網(wǎng)絡(luò)需具備更高精度的時(shí)間傳送能力。對于高精度時(shí)間同步性能，如下預(yù)估參數(shù)可作為參考：

·5G系統(tǒng)端到端定時(shí)誤差預(yù)算要求是在+/-130ns以內(nèi)；

·整個(gè)傳送網(wǎng)的時(shí)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(shè)備總定時(shí)誤差+/-90ns）；

·RRU至 DU 一級(jí)前傳+/-10ns。

·為滿足以上5G承載高精度時(shí)間同步的要求，當(dāng)前承載領(lǐng)域正在開展如下方面的工作：

·研究時(shí)間同步協(xié)議的升級(jí)（從現(xiàn)有 1588v2 升級(jí)到未來的 1588v3）；

·研究利用光纖或波長直連傳遞時(shí)間的方法以及組網(wǎng)的可行性；

·研究在復(fù)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(shí)間精度，影響穩(wěn)定性的因素及相應(yīng)的解決辦法；

·采用 SDN技術(shù)進(jìn)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(wù)靈活調(diào)度：面向 5G 提供“端到端”服務(wù)的關(guān)鍵，在于解決下一代無線接入網(wǎng)絡(luò)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(wù)接入過程中的無線網(wǎng)絡(luò)、前傳網(wǎng)絡(luò)、回傳網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)（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(shí)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(luò)更開放，可以靈活支撐上層業(yè)務(wù)和應(yīng)用。通過SDN可以使不同的移動(dòng)用戶定制滿足特定屬性的帶寬、時(shí)延以及安全性需求。同時(shí)借助SDN 的可編程性，將移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò)抽象成能獨(dú)立的“網(wǎng)絡(luò)切片”，每個(gè)“網(wǎng)絡(luò)切片”具有包括射頻接入、前傳拉遠(yuǎn)、回傳匯聚、核心側(cè)處理等功能，服務(wù)于多租戶的應(yīng)用場景。為了滿足5G端到端的服務(wù)提供，當(dāng)前業(yè)內(nèi)聚焦在5G 網(wǎng)絡(luò)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(jìn)方案等幾個(gè)方面開展研究。

統(tǒng)一管控的網(wǎng)絡(luò)分片：5G的業(yè)務(wù)在帶寬、時(shí)延、可靠性需求、能耗以及服務(wù)客戶、運(yùn)營計(jì)費(fèi)等方面要求存在巨大差異。例如：4K/8K移動(dòng)視頻業(yè)務(wù)要求超高速率，可觸摸交互式應(yīng)用要求超低時(shí)延(<1ms)，M2M/IoT 應(yīng)用要求高密度連接，自動(dòng)駕駛和遠(yuǎn)程控制要求高可靠、 超低時(shí)延，移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)要求超高速移動(dòng)性。每種業(yè)務(wù)類型對于網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)能力要求非常不平均，為 5G 承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的靈活性和業(yè)務(wù)適應(yīng)性提出了新的需求。網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)是滿足該需求的關(guān)鍵所在。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片將構(gòu)成一個(gè)端到端的邏輯網(wǎng)絡(luò)，按切片需求方的需求靈活地提供一種或多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。當(dāng)前承載領(lǐng)域，初步計(jì)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(jí)網(wǎng)絡(luò)分片的方式來實(shí)現(xiàn)整個(gè)承載網(wǎng)絡(luò)的切片。網(wǎng)絡(luò)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(luò)分布進(jìn)行多網(wǎng)絡(luò)分片協(xié)同并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分片創(chuàng)建，最后組織形成所需要的網(wǎng)絡(luò)分片。除了時(shí)分（如OTN）和波分（如DWDM）等天然硬管道可以方便的支撐網(wǎng)絡(luò)分片功能外，當(dāng)前OIF定義的Flex-E技術(shù)可以用于對一個(gè)以太網(wǎng)鏈路和端口的硬隔離切分，應(yīng)用該技術(shù)后網(wǎng)絡(luò)分片可以做到在硬件資源上共享同一個(gè)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(shí)現(xiàn)需要，受到業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注，國際標(biāo)準(zhǔn)一直在持續(xù)完善和補(bǔ)充中。

當(dāng)前2G/3G/4G移動(dòng)通信已經(jīng)深刻地改變了人們的生活，對于5G描繪的移動(dòng)寬帶（如高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）、高可靠和低時(shí)延（如自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)上述愿望，5G網(wǎng)絡(luò)需求和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相對4G也將發(fā)生很大變化，帶寬、時(shí)延、時(shí)間同步等多方面功能和指標(biāo)，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(shí)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(lǐng)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(shí)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(shí)代中國在世界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)“5G引領(lǐng)”的戰(zhàn)略目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。