5G承载需求白皮书-信通院-2018.06-25页-5mb

报告摘要

5G承载需求总结

核心内容

5G承载需求是5G技术演进的重要组成部分，旨在支撑5G三大业务场景：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）。随着5G技术的发展，承载网络需适应新型网络架构、业务特性及性能指标，从而实现更高效、更灵活、更智能的网络服务。

主要观点

5G业务场景特性：
- eMBB：面向超高清视频、VR/AR等大流量业务，对承载网络提出超大带宽需求。
- mMTC：支持海量设备连接，对承载网络提出多连接通道、低成本、低功耗、易部署等要求。
- uRLLC：用于车联网、工业控制等高可靠性、低时延场景，对承载网络的时延和同步性能提出更高要求。
5G网络架构变化：
- 无线接入网（RAN）从4G的BBU+RRU结构演进为gNB的CU+DU+AAU三级结构。
- 核心网向云化、服务化架构演进，实现业务虚拟隔离、转发与控制分离、功能分布式部署、基础设施云化等。
承载网络分层结构：
- 前传：承载AAU与DU之间的流量，带宽需求与CU/DU物理层分割位置密切相关，典型接口速率从10Gbps升级到25Gbps或更高。
- 中传：承载DU与CU之间的流量，与回传接入层流量需求类似，需支持灵活组网和云化部署。
- 回传：承载CU与核心网之间的流量，需支持更高的带宽和更复杂的组网结构，如DRAN和CRAN部署方式。

关键信息

1. 5G承载关键性能需求

更大带宽：
- 单基站峰值带宽可达15Gbps，接入环需支持25Gbps/50Gbps，汇聚和核心层需支持N×100/200/400Gbps。
- 前传带宽需求范围较大，从几Gbps到几百Gbps不等，具体取决于分割方式（如CPRI、eCPRI等）。
超低时延：
- eMBB用户面时延要求小于4ms，控制面小于10ms；uRLLC用户面时延要求小于0.5ms，控制面小于10ms。
- 时延处理需考虑传输距离、承载节点处理能力等因素，未来需加强时延协同优化。
高精度时间同步：
- 基本同步需求为3us，适用于TDD制式基站。
- 协同业务同步需求包括260ns、130ns、65ns等，部分场景可能需要10ns级同步精度。
- 需要设计专门的同步组网架构，并加强同步关键技术研究，如高精度时钟锁相环、时戳技术等。

2. 5G承载组网及功能需求

多层级承载网络：
- 5G承载网络演进为前传、中传和回传三级结构，与RAN结构相对应。
- 城域核心和边缘数据中心之间需实现统一承载，支持高可靠性业务。
灵活化连接调度：
- 需要将L3功能下移到UPF和MEC节点，以实现灵活的连接调度和组网路由，满足不同业务场景的差异化需求。
层次化网络切片：
- 承载网络需支持硬切片和软切片，满足uRLLC等业务对资源独占的需求，以及eMBB等业务对动态资源分配的需求。
- FlexE和ODUflex+FlexO是主要的网络切片承载技术方案。
智能化协同管控：
- 需要实现端到端SDN化管控，支持跨层业务联动控制。
- 承载网络需支持自动化部署、按需定制、智能运维等功能。
- 通过开放的北向接口实现与上层系统的协同交互。
4G/5G混合承载：
- 5G可采用独立部署（SA）或非独立部署（NSA）模式，需支持4G与5G的控制面和用户面互通。
- 混合承载方案需考虑建网成本、维护复杂度等因素。
低成本高速组网：
- 新型高速接口（如25Gbps、50Gbps、100Gbps）将逐步在前传、中传和回传网络中应用。
- 需要开发低成本、高性能的光模块和设备，以支持大规模部署。

5G承载发展趋势

5G承载需求的多样化、高性能化和智能化趋势显著，将推动承载技术的革新与演进。当前，5G承载技术已进入标准制定和产业化的关键阶段，ITU-T、IEEE、IETF、OIF、CPRI、CCSA等组织正积极推进相关标准的制定。未来，随着5G商用进程的加快，承载网络将更加灵活、高效、开放，为5G业务的全面部署提供支撑。