中国移动通信集团广东有限公司湛江分公司 广东湛江 524043
摘要:5G时代，移动数据流量的爆炸式增长给网络承载带来了巨大的挑战。作为5G时代的核心技术之一，传输网络即将迎来新一轮的发展与应用。
关键词:5G 传输网 PTN OTN
Research on 5G oriented transmission network in Zhanjiang
Mai Xuehao
(China Mobile Group, GuangDong Co., Ltd Zhangjiang Branch, Zhanjiang 524043, China)
[Abstract] In the era of 5G, the explosive growth of mobile data traffic has brought great challenges to network bearer. As one of the core technologies in the 5G era, transmission network will soon usher in a new round of development and application.
[Key words]5G transmission network PTN OTN
1 引言
中国于2018年迈出了5G商用第一步，并力争在2020年实现5G的大规模商用。面向未来的5G已成为业界关注热点，应用场景将横跨移动互联网和物联网，达成人与万物智能互联的目标。
5G时代的传输速率可达10Gbps，为实现“万物互联”，现有的基站站址资源远远不够，需要新增大量的站址，以实现超密集部署，这样对传输网络的要求将会更高。作为数据的运载工具，传输网络需要在结构上、技术上进行优化，才能应对5G网络的新挑战。
2 5G对传输网络的挑战
2017年11月15日，工信部发布《关于第五代移动通信系统使用3300-3600MHz和4800-5000MHz频段相关事宜的通知》，确定5G中频频谱，采用3.5 GHz和4.9 GHz频段来解决5G阶段的广覆盖问题，28 GHz和73 GHz邻近高频段主要用来进行密集覆盖和流量提升。跟4G基站相比，5G基站的密度更大，接入点与终端设备的距离缩小。根据站点覆盖模拟推算，未来5G网络宏基站、室内和微站加起来的接入点部署密度将达到现有部署密度的10倍以上，接入点距离则从2G阶段的700 m～1 000 m缩小到20 m～30 m甚至更小。
5G主要应用场景的三个需求是大速率、大带宽和大连接，每种场景需求都比现有业务有10倍以上的提升，则5G单位面积的接入速率是4G的1000倍，5G网络需要基站密度、频谱带宽、频谱利用率都同时提升10倍。5G的需求与挑战对传输网来说近乎苛刻。
3 5G时代传输网络建设的探讨
3.1湛江传输网络现状
随着4G、集团、家庭客户业务量和带宽需求的爆炸式增长，湛江移动部署了分组传送网（PTN）、光传送网（OTN）和无源光网络（PON）。
家庭宽带网络建设是各大运营商争夺的一个重要市场，宽带接入网近几年的发展也非常迅猛。湛江移动采用GPON技术（点到多点的无源光网络）进行网络部署，网络覆盖大部分小区，海量光纤已经部署到企业、商业楼宇和家庭小区。
图2 湛江PTN网络
3.2传输网络应对探讨
（1）PON网络承载
5G基站密度越来越大，站点分布具备离散性和不确定性，要求回传光缆网更加灵活，这就需要结构更加适应，成本更加低廉的传送承载网络。而前期湛江移动已经部署多年的家庭宽带网络，网络结构和密度恰好与5G 一致，所以采用GPON对5G网络进行回传是一个重要的思路。近几年经过技术升级，GPON网络已经具备承载多种综合业务的能力，带宽从原来的1G升级为10G。同时，PON可利用OLT设备内置时钟模块，实现对外部时间的同步跟踪，并生成内部系统时间，作为基准时间同步，满足时延要求。
随着城市化进程的加速，基础设施建设区域统一规划，建设难度会越来越大。采用PON网络接入，可以快速地推进5G建设，也可以节省大量光缆投资。
（2）PTN节点+OTN汇聚环双网协同
随着中国移动4G的大规模部署和5G时代的来临，PTN传输汇聚环的资源已经出现大量的瓶颈，必须对传输汇聚层的组网思路和模式进行革命性的转型和升级。
OTN是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网，OTN处理的基本对象是波长级业务，它将传送网推进到真正的多波长光网络阶段。由于结合了光域和电域处理的优势，OTN可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护，是传送宽带大颗粒业务的最优技术。大规模部署OTN汇聚环，PTN节点+OTN汇聚环组网可在在保证网络安全的前提下，提升网络容量。PTN节点下挂在OTN汇聚环下，将PTN支持多种业务颗粒调度和OTN大容量带宽提供的有点结合起来，解决汇聚层容量瓶颈问题。由此汇聚环可由以前的10G环变成80G环。在汇聚层采用OTN的波道保护，在接入层采用TUNNEL APS保护，两层保护互不干扰，能够实现完整的分层保护，切实提升网络安全性。在扩展性方面，这种方式也可继续进行容量升级——通过OTN汇聚环的波道开通直连机楼的10G通路的方式来扩容。
4 结束语
5G网络大带宽流量要求，需要运营商提供更低时延和更大带宽，要求运营商必须保持对传输组网思路及模式的不断探索、甚至是进行革命性转型和升级。基于这些挑战，湛江移动应根据网络规模大小选择更适合自己的传输组网模式，采用PON技术共同承载无线微基站业务和PTN节点+OTN汇聚环双网协同，是一种可行的思路。
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论文作者:麦雪浩
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/7
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