关于5G传输网络与发展趋势论文_雷刚

关于5G传输网络与发展趋势论文_雷刚

深圳市丰联通信技术发展有限公司

摘要:随着网络通信的不断发展,5G移动通信技术成为该行业未来发展的必然趋势,其能够符合互联网以及群众对通讯稳定方面的需求,为人们的生产生活提供更加便利的服务。并且,5G通信技术伴着人们的期待和关注应运而生,成为新一代的移动通信系统。对移动网络技术发展进步的充分肯定和最好证明就是每一代新网络的出现和普及应用,并被大众所认可。5G移动网络会具有较高的频谱利用率和超高的效能,这种效能会体现在资源利用率和传输速率两方面。

关键词:5G时代 传输网络 发展

一、5G网络的需求

而根据现有的4G网络相对比起来,5G网络在传输过程当中速度更快且效率更高,为了能够更好的搭建网络覆盖范围,我们对于5G网络的站址资源的布置也要更加密集。对于5G网络的传输要求也会越来越高,目前通信网络的运营商大多采用层次化结构来构建传输路线,这对于5G网络的构建来说并不相符,难以达到运营5G网络的传输要求。

二、两种主流传输技术主要特点及优劣分析

(一)PTN网络技术特点

在当前时期,移动通信运营商通过PTN来承载LTE网络,同时,为了保障网络QoS,将MPLS-TP技术应用于PTN网络之中。在通过网络运行质量的分析也发现,MPLS-TP技术对于确保QoS起到积极的作用。MPLS-TP是一类基于连接的分组交换网络技术,MPLS-TP主要的技术特点有:

具有十分强力的数据传输性能,且十分安全、可靠。

节省了MPLS信用命令以及繁杂的IP功能,通过MPLS标签来替代路径。

MPLS技术能够独立于客户及控制层面存在,对多业务的承载效果也较好,还可以在各类物理层中运行。

(二)IPRAN网络技术特点

IPRAN网络技术的IP 指的是互联协议。IPRAN技术标准主要基于Internet工程任务组(IETF)的MPLS工作组发布的RFC文档。IPRAN是以IP/MPLS技术为基础的一种IP化的移动回传网技术,通过实现IP城域网、城域传输网等网络的内汇聚,然后在核心层和接入层通过IP/MPLS和增强以太网技术结合的传输技术。比传统移动通信传输技术具有更多的传输优势,其技术特点主要体现以下几个方面:

多业务承载能力和分区域、多进程技术。

网络拓展性更强,可以提供高带宽等多样化的需求。

更好的保证QoS性能。

业务配置灵活

可靠性和安全性进一步提升。

(三)两种传输网络分析

1.PTN优劣势分析

PTN的优势主要体现在:PTN商用能力强,能够快速实现网络部署;PTN在传输网络总体成本上占有比较优势。这主要是因为PTN商业进程快,在PTN设备采购成本相对较低,运维管理平滑,几乎不需要对现在运行的运维组织进行调整,就可以满足其运维要求。因此,从运维成本和设备成本方面都具有较大优势。PTN现网投资有利。PTN可以很方便的与SDH互联互通能力,达到传输网络平滑演进,降低了传输网络投资成本,又最大限度的保护了现网投资。PTN的综合承载能力已经得到了验证,无论是实验室测试还是外场测试,都对TN的综合承载能力进行了确认。PTN网管与维护能力强。PTN可靠性高、可维护性强,其自身所具有的良好的完善的网络管理及保护机制,使网络的质量与安全得到进一步保证,能够满足无线网络及大客户网络对高服务质量要求。PTN的产业链成熟。目前,国家相关部委已有了明确的PTN入网流程,《PTN总体技术要求》也进入送审报批状态,PTN国际标准已经明朗化。

PTN的劣势则主要表现为以下方面:无论是IETF、MEF 还是ITU-T 均没有对以太网业务的实现技术进行规定,可以使用的技术如QinQ(vlan 嵌套),MAC 此难以实现互联互通。保护机制还存在不足。ITU-T和IETF两大阵营因为对于PTN 保护机制各执已见,也致使其保护功能不如MSTP 完善和全面。目前主要有1:1 保护以及1+1 备份保护,而支持Steering 保护或Wrapping 保护,倒换时间相对延长,而且在Wrapping 保护进行保护倒换出现丢包严重的现象,这样对于就无法满足大数据业务传输实时性的要求。PTN 与现在网络中基于SDH 的MSTP/ASON 网络实现同步,无法达到相互兼容。PTN 设备处于商用化初期阶段,设备的稳定性与网络的成熟度和安全性方面还得到进一步实践验证。分组承载网对于分组网络上TDM 业务传送出现分组丢失、抖动、分组包乱序。

2.IPRAN优劣势分析

IPRAN技术的优势主要体现:IPRAN技术可以对现有移动网络进行承载,同时,为各种业务的开展提供承载的平吧,使得网络资源进下统一协调,从而对移动网络运行能力的提高有很好技术支持。归纳而言,就是多业务承载、多进程、多分区;IPRAN技术的IP构架基本相同,从而可以使移动宽带具有丰富的路径,使组网运行更完善。可实现业务的自动化调整,进一步提高了业务通道配置效率。提高了移动业务的承载质量,可以为不同业务提供不同的业务保障。

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IPRAN的劣势则主要表现为以下方面:与PTN技术相比,在网络的自愈保护方面相对较弱,而且在技术试验和测试过程中,也发现有的移动业务无法满足其需求。维护保养任务量大。因为业务路由的不透明,配置比较复杂,对故障检测较为繁琐。成本高,网络初期投资消耗较大。

三、5G时代传输网络的策略

随着移动通信技术的发展,4G网络已经投入商用多年,而5G网络也在进入了综合测试阶段,5G时代的到来,对于传输网络的也提出了更高的要求,通过对目前主流的两种传输技术分析,5G时代传输网络的策略如下:

(一)优化网络结构

5G作为下一代通信技术,相比4G不单单是多了1G这么简单,5G不仅能带来更快的传输速率和更高的网络带宽,也将带来超高可靠性和低延迟,并实现大规模机器间的相互通信。因此,早期的移动通信网络为了使其符合IP化的趋势,宜选用层次化网络结构,网络结构向扁平化的方向发展。在移动通信确认采取PTN技术做为5G发展的方向后,PTN扁平化发展具有以下优势:第一,能够降低运营商对设备厂家的依赖,进一步提高移动运营商对5G网络的掌控力。第二,能够很好的降低对光纤资源的投入和占用,降低网络的与维护成本。通过对网络结构层次的优化,实现网络扁平化,也可以使得节点的投入得到进一步优化,对机房支出降低明显,大大节约了成本。第三,可实现对目前现有网络系统的全面优化,提升PTN网络带宽,网络层次架构进一步缩减。

(二)选用MPLS为骨干

在传输网络时,应重新规划和设计网络层次,对PTN设备进行升级化改造。在这方面,需要在骨干网络层面保留MPLS,骨干网层以下停止采用MPLS。这样做主要是为了保证骨干网络IP传输质量。同时,针对LTE的技术特点,应合理规划LSP带宽,为了保证骨干网络的稳定运行,LSP宜配置带宽高一些。加大网络技术研发,针对不同的应用需求,提供合适的场景安排。在对城域网中PTN设备进行功能升级时,应能够同步支持RIP、BGP以及SOPF等相关路由协议。MPLS实现了面向连接的业务,在移动回传网上已经得到了大量的部署,成为了当前移动网络承载技术的首选。对于新的IP化基站,可以根据需要部署L2VPN或者L3VPN,增加网络的灵活度,为LTE的部署做好规划。

四、5G移动通信发展趋势

移动互联网的蓬勃发展是5G移动通信的主要驱动力.移动互联网将是未来各种新兴业务的基础性业务平台,现有固定互联网的各种业务将越来越多地通过无线方式提供给用户,云计算及后台服务的广泛应用将对5G移动通信系统提出更高的传输质量与系统容量要求.5G移动通信系统的主要发展目标将是与其他无线移动通信技术密切衔接,为移动互联网的快速发展提供无所不在的基础性业务能力.按照目前业界的初步估计,包括5G在内的未来无线移动网络业务能力的提升将在3个维度上同时进行:

(1)通过引入新的无线传输技术将资源利用率在4G的基础上提高10倍以上;

(2)通过引入新的体系结构(如超密集小区结构等)和更加深度的智能化能力将整个系统的吞吐率提高25倍左右;

(3)进一步挖掘新的频率资源(如高频段、毫米波与可见光等),使未来无线移动通信的频率资源扩展4倍左右.

当前信息技术发展正处于新的变革时期,5G技术发展呈现出新的如下特点.

(1)5G研究在推进技术变革的同时将更加注重用户体验,网络平均吞吐速率、传输时延以及对虚拟现实、3D、交互式游戏等新兴移动业务的支撑能力等将成为衡量5G系统性能的关键指标.

(2)与传统的移动通信系统理念不同,5G系统研究将不仅仅把点到点的物理层传输与信道编译码等经典技术作为核心目标,而是从更为广泛的多点、多用户、多天线、多小区协作组网作为突破的重点,力求在体系构架上寻求系统性能的大幅度提高.

(3)室内移动通信业务已占据应用的主导地位,5G室内无线覆盖性能及业务支撑能力将作为系统优先设计目标,从而改变传统移动通信系统“以大范围覆盖为主、兼顾室内”的设计理念.

(4)高频段频谱资源将更多地应用于5G移动通信系统,但由于受到高频段无线电波穿透能力的限制,无线与有线的融合、光载无线组网等技术将被更为普遍地应用.

(5)可“软”配置的5G无线网络将成为未来的重要研究方向,运营商可根据业务流量的动态变化实时调整网络资源,有效地降低网络运营的成本和能源的消耗.

结束语

5G移动通信的研究与开发证明着人类的智慧在不断的提升,5G移动通信的到来会进一步的推动我们的生活全面的走向信息化,5G移动通信技术虽是4G移动通信的进一步升级,但是从应用的技术而言,这种全新的通信技术会面临到更多的研究难题,需要相关的研究人员能在实践中和原有的技术基础上不断的累计更多的经验,只有这样才能为人们的生活带到全新的网络时代中。未来的5G移动通信技术会是人们面向信息化生活的重要转折点。

参考文献:

[1]朱斌.浅谈移动互联网现状及其趋势 2013.2

[2]杨维,朱刚,谈振辉,李承恕.新一代移动通信及其应用 2011.9

[3]我国新一代移动通信又添新技术2017.4

论文作者:雷刚

论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期

论文发表时间:2018/7/10

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