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5G承载网络演进及部署方案研究

摘要：现在5G即将商业化，试点工作正在紧锣密鼓地进行中。现有的5G承载网络解决

方案本质上是现有网络体系结构的演进，但是由于尚未确定标准，因此有许多部署5G承载

网络的选择，但是，从进化的角度来看，运营商可能会发现SDN+OTN和SDN+PTN方案在性能

和成本平衡方面更具优势。但是，IPRAN也有自己的优势。因此，在即将实现5G商业化的

同时，承载必须先行，标准的建立迫在眉睫。

关键词：5G；承载网络演进；部署方案

前言：5G无线网络的覆盖范围比4G更为广泛和密集。接入网采用集中式无线接入网C-

RAN架构。承载网络面临超高带宽，超低延迟，精确同步，灵活切片和开放性。对于诸如与

现有网络的连接性和4G/5G共站轴承等要求，还需要考虑诸如调谐和可靠性等挑战。因此，

承载网络需要更灵活的网络结构来适应无线网络的发展。现有的承载网络技术：基于IP的

无线接入网络IPRAN，分组传输网络PTN，光传输网络OTN等不能完全满足5G演进的新要

求。因此，5G承载网络引入了网络切片技术和软件定义的网络SDN技术，网络功能虚拟化

NFV以及与访问无关的新技术，以满足云化，差异化服务和管理控制的要求。

一、5G网络架构

5G网络部署有两种主要架构。独立部署和非独立部署。独立部署（SA）是一套全新的

网络，包括新的5G基站，新的传输链路和核心网络（NGC）。独立网络不依赖现有的4G网

络体系结构，而是充分利用5G网络的优势，它具有数十Gb的高速，1ms的低延迟，高可靠

性，它提供高性能，例如大规模数据连接。非独立部署（NSA）将5G网络功能与基于现有

4G基站和核心网络，与现有4G网络基础架构结合在一起。NSA作为过渡方案（后期升级为

SA），以提升热点地区的速度和容量为主要目标。没有单独的信令面，它依赖于现有的4G

基站和核心网络。优点是5G发展的初期阶段快，投资少，效果快。缺点是需要升级现有的

4G网络，这会影响现有网络的性能和平稳运行。同时，5G性能和功能将大大降低。

二、5G网络架构演进对承载网的要求

典型的无线访问网络是终端到基站的连接。在5G网络的演进中，RRU的远程化已成为

将RRU与BBU分离，让RRU和天线靠近，实现BBU池或云化的重要指标。这是为了满足

3GPP标准中定义的uRRLC，eMBB，mMTC和其他应用程序的应用场景，这是一种公认的解决

方案。这种类型的无线访问的发展将不可避免地在承载网络中带来以下变化：换句话说，流

量流向是多样化的。在LTE中，实际上只有两种类型的网络服务流量，即S1和X1，并且S1

的流向是固定的。5G有所不同。由于DC间的流量，更改核心网络的位置将导致S1流量向

多个方向流动。在承载网中，需要实现统一的承载。5G需要CU，DU和AAU，并且CU和DU

功能分离，这样使网络方法极为灵活。D-RAN，C-RAN，H-RAN和必威体育精装版的F-RAN均可实现5G

网络建设。最有代表性的技术是C-RAN。这不仅扩展了RRU，而且将BBU直接集成到计算机

室中。换句话说，中央计算机室（CO）成为所谓的BBU基带池，并受到有效控制成本。

在这种情况下，5G网络分为三个部分：前传，中传和回传。与现有的LTE网络相比，

5G承载网络具有另一个中传网络。在这种情况下，当与3GPP标准中定义的应用场景结合使

用时，对于5G，基站的带宽需求将显着增加，基本上超过1Gbit/s，并达到20Gbit/s的

峰值。对于4G，至少提升10到100倍。同时，进一步降低了端到端延迟要求。对于S111

站类型，CIR/PUR可以分别达到4Gbit/s和16Gbit/s。根据每个接入环中的六个站点，一

个站点已达到峰值带宽，并以此为基础进行计算。为了满足要求，接入环带宽必须保证至少

为40Gbit/s。同时，有必要考虑5G网络架构需要超高密度部署，因此从目前的角度出

发，有必要保证至少100Gbit/s。

三、5G承载网的演进与部署分析

（一）5G承载网现有部署方式

对于5G，承载网络当前具有三个主要选项：SDN+OTN，SDN+PTN和IPRAN。其中，

SDN+OTN和IPRAN由中国电信主导，而SDN+PTN由中国移动主导。对于中国联通，他们没有

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