2018年-中国信通院_5G承载需求白皮书_25页_5mb

5G承载需求总结

核心内容

5G承载需求是支撑5G业务特性和网络架构演进的关键部分。随着5G技术的发展，承载网络需要满足更宽的带宽、超低时延、高精度时间同步、灵活组网、网络切片、智能化协同管控以及4G/5G混合承载等需求。5G承载网络将从传统的两层结构（前传和回传）演进为三层结构（前传、中传和回传），以适应新型业务场景和网络架构变化。

主要观点

• 5G三大业务场景：eMBB、mMTC、uRLLC，各自对承载网络提出不同的需求。
• 5G承载网络结构：随着无线接入网（RAN）的云化和功能分割，5G承载网络将演进为多层级结构，包括前传、中传和回传。
• 关键性能需求：5G承载网络需满足更大带宽、超低时延和高精度时间同步等关键性能指标。
• 组网及功能需求：5G承载网络需支持灵活化连接调度、层次化网络切片、智能化协同管控、4G/5G混合承载以及低成本高速组网。

关键信息

1. 5G业务和架构特性分析

• eMBB：面向超高清视频、VR/AR等大流量应用，单基站峰值带宽可达15Gbps，对承载网提出超大带宽需求。
• mMTC：面向物联网等海量连接场景，需支持多连接通道、高精度时钟同步、低成本、低功耗、易部署及运维。
• uRLLC：面向车联网、工业控制等高可靠、低时延应用，需支持网络切片、低时延网络等新技术。

2. 5G承载关键性能需求

（1）更大带宽

• 单基站承载带宽：5G低频单基站峰值带宽约5Gbps，高频单基站峰值带宽约13.33Gbps。
• 回传带宽需求：DRAN一般流量区域接入环需25Gbps/50Gbps，汇聚/核心层需N×100/200/400Gbps；CRAN小集中接入环需50Gbps及以上，汇聚/核心层同样需N×100/200/400Gbps。
• 前传和中传带宽需求：前传带宽需求根据CU/DU物理层分割方式不同，范围为4.546Gbps～157.3Gbps；中传带宽需求与回传接入层类似，需支持灵活承载。

（2）超低时延

• eMBB用户面时延：小于4ms，控制面时延小于10ms。
• uRLLC用户面时延：小于0.5ms，控制面时延小于10ms。
• 时延处理环节：无线设备和承载设备的处理能力对时延有重要影响，需通过优化节点处理时延来满足低时延需求。

（3）高精度时间同步

• 基本业务同步：基站间时间偏差需优于3us。
• 协同业务同步：部分场景需百纳秒级同步，如带内连续CA。
• 新业务同步：如基站定位业务，需更高精度同步，如3米定位精度对应10ns同步误差。
• 同步关键技术：包括双频卫星、高精度时钟锁相环、高精度时戳、单纤双向等。

3. 5G承载组网及功能需求

（1）多层级承载网络

• 5G承载网络演进为前传、中传、回传三级结构，适应RAN云化和功能分布。
• 城域核心汇聚网络将演进为统一承载5G回传和数据中心互联的网络。

（2）灵活化连接调度

• 需支持L3功能下移到UPF和MEC，实现灵活组网和动态调度。
• 5G承载需支持南北向和东西向流量的灵活调度，以满足不同业务需求。

（3）层次化网络切片

• 5G承载需支持硬切片（L1 TDM隔离）和软切片（L2/L3逻辑隔离）。
• FlexE和ODUflex+FlexO是两种主要候选方案，支持带宽捆绑和灵活接口。

（4）智能化协同管控

• 需支持端到端SDN化灵活管控、网络切片自动化部署、资源协同管控、统一管控和智能化运维。
• 通过引入SDN/NFV和AI技术，实现智能运维和高效资源管理。

（5）4G/5G混合承载

• 5G可采用SA（独立部署）或NSA（非独立部署）架构。
• 承载网需支持4G和5G控制面核心网元之间的互通，以满足业务连续性和低时延需求。

（6）低成本高速组网

• 前传、中传和回传网络需引入25Gbps、50Gbps、100Gbps等新型高速接口。
• 需关注新型光接口设备及模块的低成本方案，以适应大规模部署需求。

4. 总结与展望

• 5G承载需求与业务特性、网络架构革新密切相关，需满足差异化业务承载需求。
• 承载技术演进与标准化是5G商用的关键支撑，需加强关键技术研究和产业化进程。
• 5G承载网络将向多层级、智能化、灵活化方向发展，以支撑未来新型业务和应用。

5G承载整体需求图

主要贡献单位

中国信息通信研究院

中国移动

中国电信

中国联通

华为、中兴、烽火通信、诺基亚、华讯方舟等。