20180630-中国信通院-通信_5G承载需求白皮书_25页_5mb_5mb

报告摘要

5G承载需求总结

核心内容

5G承载网络是支撑5G技术实现和商业应用的重要基础设施，其发展受到5G业务特性、网络架构革新和承载技术演进的共同驱动。5G承载网络需要满足更大带宽、超低时延、高精度同步、多层级组网、灵活调度、网络切片、智能化协同管控以及低成本高速组网等关键需求，以适应5G三大应用场景：增强型移动宽带（eMBB）、大规模机器类通信（mMTC）和超可靠低时延通信（uRLLC）。

主要观点

1. 5G业务场景与承载需求关系

eMBB：主要面向超高清视频、VR/AR等大流量应用，对承载网络提出超大带宽需求，单基站峰值带宽可达15Gbps。
mMTC：面向物联网等海量连接场景，要求承载网络具备多连接通道、低成本、低功耗和易部署运维能力。
uRLLC：面向车联网、工业控制等高可靠性、低时延应用，要求承载网络具备超低时延（<0.5ms）和高精度同步能力。

2. 5G无线接入网架构变化与承载演进

5G无线接入网采用CU（集中单元）、DU（分布单元）和AAU（有源天线单元）三级结构，与4G的BBU和RRU两级结构不同。
5G承载网络因此演进为前传、中传和回传三级架构，支持灵活组网和动态调度。
DRAN：前传和回传为两级结构，接入环带宽需求为25/50Gbps，汇聚/核心层带宽为N×100/200/400Gbps。
CRAN：前传、中传和回传为三级结构，接入环带宽需达到50Gbps及以上，汇聚/核心层带宽为N×100/200/400Gbps。

3. 5G承载关键性能需求

更大带宽：5G承载网络带宽需求显著提升，前传带宽范围为4.546Gbps至157.3Gbps，回传带宽需求为25Gbps至N×400Gbps。
超低时延：eMBB业务用户面时延要求<4ms，uRLLC业务用户面时延要求<0.5ms，承载网络需优化节点处理能力，降低时延。
高精度时间同步：5G对时间同步精度要求较高，如3us、260ns、10ns等，以满足TDD、MIMO、CoMP等技术的协同需求，以及高精度定位等新业务。

4. 5G承载组网及功能需求

多层级承载网络：承载网络需支持前传、中传和回传三层结构，以满足不同业务场景的差异化需求。
灵活连接调度：支持L3功能下移到UPF和MEC，实现动态连接调度和高效流量转发。
层次化网络切片：承载网络需支持硬切片（如L1 TDM隔离）和软切片（如L2或L3逻辑隔离），以满足不同业务对带宽、时延和可靠性的不同需求。
智能化协同管控：支持SDN/NFV技术实现端到端灵活管控，提供自动化部署、按需定制、智能运维等功能。
4G/5G混合承载：支持SA（独立部署）和NSA（非独立部署）两种架构，需实现4G与5G控制面和用户面的互通。
低成本高速组网：随着高速接口（如25Gbps、50Gbps、100Gbps）的引入，承载网络需在保证性能的同时，降低设备和接口成本。

关键信息

带宽需求：5G承载网络带宽需求较4G显著提升，前传带宽范围为4.546Gbps至157.3Gbps，回传带宽需求为25Gbps至N×400Gbps。
时延需求：eMBB用户面时延要求<4ms，uRLLC用户面时延要求<0.5ms，同步精度要求从3us到10ns不等。
网络切片：承载网络需支持硬切片和软切片，以满足不同业务对资源隔离和动态分配的需求。
接口演进：前传和回传引入25Gbps、50Gbps、100Gbps等新型高速接口，中传和回传采用N×100/200/400Gbps接口。
标准化与产业推动：5G承载相关标准正在国际国内多个组织中推进，包括ITU-T、IEEE、IETF、OIF、CPRI、CCSA等，承载技术已进入产业化培育关键阶段。

未来展望

随着5G商用进程的加快，承载网络将成为5G技术落地的关键支撑。5G承载技术将加速演进，推动多层级组网、灵活调度、智能管控、网络切片、混合承载和低成本高速组网等能力的发展，以满足未来多样化的业务需求。同时，标准化与产业链协同将成为5G承载技术发展的核心方向，为5G大规模部署提供坚实基础。

主要贡献单位

中国信息通信研究院（CAICT）
中国移动（China Mobile）
中国电信（CHINA TELECOM）
中国联通（China Unicom）
华为（HUAWEI）
中兴（ZTE）
光纤通信（FiberHome）
诺基亚（NOKIA）
Ace1ink
海信宽带（Hisense Broadband）
Centec Networks
Broadcom
Finisar
Lumentum

联系方式

电话：+86-10-62300164
邮箱：imt2020@caict.ac.cn

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