面向5G业务的IP RAN承载思路探讨

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　　摘  要：5G网络技术的推进，将给互联网带来创新的商业模式，如智慧城市、智能农业、车联网、无人驾驶、工业控制等应用行业，为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。面向5G业务的承载思路是基于IP/RAN的承载技术方案，现承载网扩容和增强型演进策略实现4G/5G共同承载，因此该文将研究面向5G业务的IP/RAN承载思路探讨。
　　关键词：5G网络  4G/5G  承载  IP/RAN
　　中图分类号：TN929.5   文献标识码：A           文章编号：1672-3791（2019）06（c）-0028-02
　　移动支付、网银支付、美团APP、抖音小视频、美图秀秀等各大互联网消费娱乐网站均在4G网络中可流畅应用，而第五代网络技术（5G）集宽带视频和数据、物联网和工业无线蜂窝互联网的三合一网络，适用于特定的工作环境中，所以，4G/5G在当互联网领域中共同发展和相互协作，已成为当前发展趋势。为了能够更好地优化用户在4G/5G之间的体验性和流畅性，4G/5G核心网应具备互操作以达到协同办公。在4G/5G网络技术并存发展中，无线网基站同站址将是一个普遍可见的现象，其网络结构错综复杂，最佳的承载思路是依据4G网络实现增强型演进，通过共用一款承载网来达到4G/5G共同承载的目的。当前，面向5G业务的承载思路是基于IP/RAN的承载技术方案，从而现承载网扩容和增强型演进策略实现4G/5G共同承载，所以该文将研究面向5G业务的IP/RAN承载思路探讨。
　　1  IP/RAN承载技术介绍
　　IP/RAN承载技术通常包含网络保护策略、多进程策略以及分区域策略等，其中无连接技术因能很好地解决规模组网问题而被最为广泛地应用。分区域技术是指利用多种网络协议，借助与动态正相反的现实，优化规模组网的难题。同时，不仅可以采用动态的方式，而且也可以采用静态的方式实现控制产生问题的概率性。当前IPRAN网络技术能够很好地保护通信网络。考虑到IP/RAN技术与其他技术之间的差异主要是集中在服务质量方面上，因此可认为是保护制度。起初的IP/RAN技术起步于路由器生产厂商，但数据流量在被运营商很好地改进后，之前签订的技术协议也被重新进行了修订。结合路由与系统控制协议，IP/RAN技术具备数据间的有效转换。同时，与路由器相关的技术协议均采用承载技术，共同构成IP/RAN承载技术接口。
　　2  5G承载网络的部署需求分析
　　5G网络技术的推进，将给互联网带来创新的商业模式，如智慧城市、智能农业、车联网、无人驾驶、工业控制等应用行业，为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。当前5G网络技术正处于初步探讨以及技术试验测试期，5G网络是一款集业务多元化统一承载、传输速率快，低功耗、低延时、低成本等于一体的网络，因此在对现有的IP/RAN承载网的基础上应提出更加严格的要求，主要表现为：（1）移动流量归属改变较大以及回传协同需求突增。与4G移动网络相比较而言，5G网络技术需采用移动边缘计算（MEC，Mobile Edge Computing）实现新型业务的需求。（2）5G网络对统一承载网、组网灵活性、时延低、带宽大和系统容量高等方面的需求较高，同时网络管道需统计复用多归属的需求较大， 5G网络成本投资和运营收益、5G网络的系统兼容性和迭代式重新发展等方面也应进行综合考虑。针对5G承载网技术需求，3GPP提出了一种基于5G/NSA组网的4G/5G统一承载方案。（3）创新与智能化的业务需求。针对5G网络对组网灵活性、时延低、带宽大和系统容量高等方面的需求，通过使用统计复用多归属以提高5G网络组网灵活配置和宽带利用率。（4）5G承载网网络构架，考虑日常通信网络和系统设备的维护，将基于三层（IP层）的功能集中在汇聚层，并且也可采纳基于软件定义网络的新型路由技术，如IP/MPLS、SDN/NFV等以增加路由的运行效率，提高5G技术的智能程度。（5）5G网络构架要求得到承载网的技术支持。5G网络技术采用SDN技术实现通信控制及转发功能，并通过使用网络逻辑切片的技术为智能云服务、物联网、工业控制等提供平台，为中传网络和回传网络提供技术支撑，以适应5G通信网络技术发展。
　　3  面向5G业务的IP/RAN承载网络架构方案研究
　　在5G通信网络技术里，基带处理单元（Building Base band Unit，BBU）由CU（集中单元）和DU（分布单元）两部分功能组成。当集中单元和分布单元使用合设的网络部署方案，通信网络即可易分解为回传与前传。当集中单元和分布单元使用分设的网络部署方案时，应需对承载网络进行更加详细的划分，可把承载网络划分成3个部分，其分别为前传网络、回传网络、中传网络三部分。（1）前传网络。在5G通信网络技术中，基带单元和射频单元分离（RRU）与布单元之间为承载网的前传网络，其从通用公共无线接口CPRI向eCPRI进行演进，可以很好地实现大带宽的业务需求。（2）回传网络。在5G通信网络技术中，将集中单元至5G技术核心网CN间的通信网络划分为前传网络。若集中单元采用云化的方案（SaaS模式），那么集中单元的带宽主要由管理分布单元数目所决定。回传网络在组网设备及流量中均能很好地进行收敛。（3）中传网络（也被定义为二級前传网络），开放的无线网络业务运化，集中单元和分布单元分离。该阶段的中传网络对网络的可靠性、安全性以及带宽有很大的要求，同时，中传网络和回传网络的收敛特性相似。在面向5G业务的IP/RAN承载网络架构方案研究中应根据回传网络的特性进行设计与研究，所以在5G网络的IP/RAN承载网其回传网和中传网承载并无本质上的区别。同时集中单元不仅能够采用SaaS模式部署，也能够在分布单元设备中进行部署。考虑网络运维的简单化，回传网络和中传网络可统一承载组网，并不需要对中传网络进行独立组网，避免IP/RAN承载网络层次的增加。
　　考虑到5G网络对组网灵活性、时延低、带宽大和系统容量高等方面的需求较高，因此面向5G业务的承载思路可利用分组化的IP/RAN承载网络，综合业务的承载功能较高，同时和当前的IP/RAN实现兼容，进行网络的渐渐演进，从而达到4G/5G业务共同承载的目的。
　　4  结语
　　当前5G网络技术正处于初步探讨以及技术试验测试期，5G网络是一款集业务多元化统一承载、传输速率快，低功耗、低延时、低成本等于一体的网络，因此在对现有的IP/RAN承载网的基础上应提出更加严格的要求。该文首先对IP/RAN技术进行了介绍，进而对5G承载网络的部署需求进行了分析，分别为移动流量归属改变较大以及回传协同需求突增、5G网络成本投资和运营收益、创新与智能化的业务需求等。在此基础上面向5G业务的IP/RAN承载网络架构方案研究，对承载网的前传网络、回传网络、中传网进行介绍，并提出采用分组化的IP/RAN承载网络，实现综合业务的承载，与当前的IP/RAN实现兼容，进行网络的渐渐演进，从而达到4G/5G业务共同承载的目的。
　　参考文献
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