信通院-5G承载网络架构和技术方案白皮书-2018.9-39页-11mb
报告摘要
5G承载网络架构和技术方案总结
核心内容概述
5G承载网络是支撑5G无线接入网和核心网连接的基础网络,需满足更大带宽、超低时延和高精度同步等关键性能需求,以及多层级承载网络、灵活连接调度、层次化网络切片、智能化协同管控、4G/5G混合承载和低成本高速组网等组网功能需求。5G承载网络架构由转发平面、管理控制平面和同步网组成,各部分协同工作,以支持5G多样化的业务场景。
主要观点
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5G承载网络架构:
- 转发平面:分层组网,包括城域接入层、汇聚层和核心层,支持多业务统一承载。
- 管理控制平面:采用SDN架构,实现统一管理、协同控制和智能运维。
- 同步网:需满足高精度时间同步需求,包括基本业务同步和协同业务同步。
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5G承载技术方案:
- 5G前传:主要采用光纤直连方案,局部光纤资源不足时可采用无源WDM、有源WDM/OTN或SPN设备承载。
- 5G中回传:支持SPN、M-OTN、IP RAN增强+光层等技术方案,需在L0~L3层实现综合传送能力。
- SPN技术方案:基于以太网和FlexE技术,实现端到端硬切片,支持L1~L3层灵活转发,适用于5G和政企专线。
- M-OTN技术方案:融合传统OTN与分组技术,支持L1~L3层承载,实现灵活带宽配置。
- IP RAN+光层方案:适用于中传和回传,通过IP RAN和光层设备实现灵活组网。
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5G同步网关键技术:
- 高精度同步源头技术:包括卫星双频接收技术和卫星共视技术,其中双频技术精度较高,但成本相对较高。
- 高精度同步传输技术:IEEE1588v2和IEEE1588v2.1技术,前者支持±30ns精度,后者引入WR技术,提升同步精度至百ns量级。
- 同步分配与监测技术:建议采用高精度PTP以太网接口,不建议使用1PPS+ToD接口;同步监测分为绝对监测和相对监测,后者更适合初期部署。
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5G承载网络演进建议:
- 光纤基础设施:需优化拓扑结构,引入高抗弯光纤和高密度光缆,实现多业务承载。
- 光模块和芯片:逐步引入25/50/100Gb/s高速光模块,提升光电芯片研发能力,推动技术标准化。
- 网络设备:建议统一设备架构,兼容不同技术方案,提升设备的通用性和兼容性。
关键信息
- 5G承载网络三大性能需求:更大带宽、超低时延、高精度同步。
- 六大组网功能需求:多层级承载网络、灵活连接调度、层次化网络切片、智能化协同管控、4G/5G混合承载、低成本高速组网。
- 5G前传典型技术方案:光纤直连、无源WDM、有源WDM/OTN、SPN。
- 5G中回传技术方案:SPN、M-OTN、IP RAN+光层,支持L1~L3层的灵活承载。
- 同步网指标:基本业务同步±1.5us,部分协同业务同步至±300ns,需采用高精度传输和分配技术。
- 光模块发展趋势:25/50/100Gb/s光模块逐步引入,需提升芯片研发能力,推动标准化。
- 设备发展建议:推动多技术融合,提升设备兼容性,实现统一管控和灵活部署。
发展趋势与展望
- 技术融合:SPN、M-OTN和IP RAN+光层技术方案在L0和L2/L3层趋同,但L1层存在差异。
- 产业链发展:需加快核心光电芯片研发,提升国产化能力,推动光模块和设备的标准化。
- 市场与部署:运营商需结合光纤资源、成本、运维需求等选择合适的承载方案,支持5G业务快速部署。
- 智能化运维:引入AI技术,实现智能排障、故障自愈、性能监测等,提升网络运维效率。
- 标准推动:需加强与国际标准组织合作,推动5G承载架构、组网方案、共性技术、产业化方案和标准规范等研究。
主要贡献单位
- 中国信通院
- 中国移动
- 中国电信
- 中国联通
- 华为
- 中兴
- 爱立信
- 华为、中兴等设备厂商
- 国内光模块与芯片企业(如Lumentum、Centec Networks等)
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