刘海林 王媛媛
潍坊工程职业学院 邮编262500
摘要：5G时代PTN网络是在现网基础上扩容改造，还是新建具备分片等特殊 功能的PTN平台，均是当前面临的重大问题。目前最为紧迫的问题是，部分客户有5G业务需要上线，在现网情况下如何快速部署该部分业务，已迫在眉睫。本文主要分析通过PTN网络迅速开通5G基站策略研究
关键词：5G；回传网；NSA；360VR
引言
当前的传送网架构，从城域到省干多选用烟囱式纵向结构，这种架构适用于核心网设备集中化布局的4G网络，但因为它时延高、扩展性差、建设成本高等缺点，将无法很好的满足5G网络发展。
1、网络建设发展挑战与趋势
1.1网络容量面临巨大挑战
2017年三大运营商不限量套餐的相继推出，加速了移动通信网络流量使用的爆发，用户每个月使用的流量成倍增长，2018年DOU是4.5GB左右，2019年底则达到了9GB。今年受疫情影响，各种在线应用进一步刺激室内容量的需求。此外，更多的高清娱乐视频应用的诞生，使流量的需求持续增长。
1.2室内覆盖容量亟需提升
用户流量需求持续爆发，但其中80%的流量发生在室内，而这80%的流量却有70%是使用的室外宏基站来承载的，因此继续提升室内网络容量，提升室内网络吸纳用户的能力尤为关键。
1.3传统室分难以满足5G需求
5G室内覆盖存在4T4R、更高频段、可视化运维等需求，这是传统室分无法解决的。虽然短期内Sub-6G也有利旧传统室分的解决方案，但这仅仅是短期内快速解决5G覆盖的方法之一，长期来看，传统室分无法支撑5G的容量问题。（1）原有的室内分布DAS系统仅支持800MHz～2700MHz频段，无法兼容3.5GHz频段，因此若需支持3.5GHz频段5G系统则需要新建5G室内分布系统，这意味着4G以前的室分投资无法利旧。（2）原有大部分室内分布DAS系统仅支持单通道（1T1R），无法实现MIMO性能，采用原有DAS系统合路5G信源接入，小区吞吐容量大打折扣。因此，要获取大带宽的吞吐容量，则需要采用多通道的分布系统，但基于原有单通道DAS系统改造支持多通道需要付出较高的改造成本，同时工程难度也非常大。
1.4高性价比建网诉求
5G的能力至少是4G的十倍以上，基站设备的处理能力也相应需增加十倍以上，这无疑将导致系统的高成本、高功耗，大大增加5G全覆盖网络建设的投资。但从过去几年的发展情况来看，流量的红利并不会带动运营商收入的显著增长，反而ARPU值在缓慢下降，这意味着从投资回报角度来看，运营商也急需兼顾性能与成本的更高性价比的建网方式，既要性能好，还要便宜的网络。
1.5垂直行业应用的需求
不同垂直行业应用都有其自身的需求点，存在碎片化、复杂化的特征，很难用统一的网络部署方式满足所有差异化的客户需求，这对网络和设备均提出了新的需求。确定性，很多敏感性应用场景（如无人驾驶、智慧医疗等）对大带宽、低时延指标的确定性要求较高，例如，带宽100Mbps的网络需要保障系统吞吐量每时每刻能够提供100Mbps，时延5ms的网络需要保障时延指标每时每刻小于5ms。非确定性的网络指标将无法满足敏感性应用场景的应用需求。安全性，很多行业对安全性的诉求明显高于运营商原来的公用网络，且提出了端到端的全网络安全要求，即要求从终端、基站、核心网到应用平台全链条是安全可信的，甚至要求数据不出厂。融合性，随着IT网络与CT网络的融合，公有云、私有云与网络的融合，需要更加灵活、敏捷、开放的网络，以及融合的服务。比如对于生产环境的改造升级，需要考虑5G网络如何与已有网络进行融合，以及如何与各种设备进行泛在化组网融合。经济性，网络建设要求速度快且成本低，以及更低的网络维护和服务成本，最终能够带来生产成本的降低，这是工业互联网从当前的客户导入期转向市场选择期的关键所在。网络是否能够被市场选择，最终还是要看是否能真的带来用户体验的提升，带来工作效率的提升，带来生产力的提升。
2、PTN网络部署策略
2.1扩容方案
基于现在的组网架构，因带宽需求，涉及5G站点的接入环需升级为10GE环或50GE环，涉及5G站点的汇聚环需升级为100GE环或200GE环，核心层因现网均已经改造为N*100GE带宽，故核心层暂不改造。5G核心网与L3核心层PTN对接，5G基站通过10GE端口与接入层PTN设备相连。该方案汇聚层仅需通过扩容单板来实现，接入层需扩容或者新建部分站点来实现。网管仍采用现有4G网管，5G站点IP地址与现网4G站点IP地址位于同一网段。整体而言开站时间非常快，符合预期需求。
2.2新建方案
基于现网的架构改造，虽然简洁快速，但是现网设备无法支持5G新特性，如FlexE特性。因此，如果不仅考虑开5G基站，还希望通过建设5G站点测试5G网络新特性，则建议通过新建网络完成5G业务部署。新建网络一方面可以测试5G新特性，另一方面不会对现网设备及数据造成任何干扰和影响。但新建网络周期较长，不利于快速开站。新建方案采用端到端的L3设备，增强5G站间协同，提高横向流量转发效率，降低时延。接入层采用50GE组网，汇聚层采用200GE组网，汇聚到核心层根据用户数采用100GE口字型组网，省核心L3与5G核心网采用N+N10GE对接。
3、5G小基站及实现路径
3.1小基站硬件实现路径
当前5G小基站主要采用x86/ARM通用平台结合加速卡的方案，各小基站厂家通过自研、定制或外购的方式提供满足企标和行标要求的5G小基站基带硬件。与此同时，开放数据中心委员会OTII项目组也在制定OTII服务器规范，明确设计规格、管理和环境适应性等要求，旨在形成面向5G及边缘计算的深度定制、开放标准、统一规范的服务器技术方案及产品。从技术成熟度、产品商用化程度和产业链成熟度来看，目前x86平台更具优势。x86开放平台的设计理念使得其硬件平台可以非常灵活地实现与边缘计算的虚拟化融合部署，也可以与云基础设施硬件共平台，从而达到减少硬件投入，降低建网成本的目的。
3.2供电要求
在室内覆盖中，5G小基站远端数量巨大，且分布在不同的楼层和区间，远端的供电问题也是小基站设计的重要考量因素。（1）集中供电：由于远端设备过于分散，出于对控制取电点数量和方便计费考虑，需要远端设备集中供电。（2）安全防护：在室内布线，需考虑鼠咬、短路、串电等安全问题，对供电线路进行安全防护。（3）不间断供电：对于可靠性要求高的生产车间，需要考虑后备电源，保证不间断供电。
3.3安装及维护要求
安装及维护方便性也是小基站设计的重要考虑因素之一，具体要求如下：（1）安装要求：设备安装需要考虑现有环境的条件，如：空间大小、管道口径和拐弯半径、天花板承重能力、消防隔离等。（2）维护要求：设备的设计需要考虑后期维护的方便性，如：体积重量、安装高度、上墙及拆卸、接口的联调等。
3.4运维智能化路径
网管云化路径，由于5G小基站的开放化，软硬件解耦，参与5G小基站开发的厂家众多，因此推进南向接口标准化、开放化，推进小基站网管系统向云化发展是大势所趋。（1）统一管理：网管系统部署在统一的云平台上，方便运营商统一管理及维护，新功能也可以通过统一云平台快速升级迭代。（2）虚拟化部署：运营商具有强大的云平台硬件基础，根据各省各市需求，可以分区分步虚拟化部署；并具有强大的容灾备份功能，提高网管系统的可靠性。（3）强扩展性：将网管系统部署在云平台上，可以根据网元容量扩展管理能力，在网络扩容时不需要采购和部署新的硬件设备。
结束语
针对快速开站情况提出了两种方案，其中扩容方案可满足非切片业务的快速开站需求，新建方案可满足5G长期发展的建设需求，为以后5G规模建网提供了思路。
参考文献：
[1]段晓东.对发展下一代网络的思考[J].中兴通讯技术,2016,22(6):52-55.
[2]蒋风文.面向2020的移动城域传送网演进策略[J].现代传输,2017:63-67.
[3]康艳萍,王赣清,杨国涛.传送网承载5G业务的关键技术研究[J].广东通信技术,2017(6):74-79.
[4]梁张华.美韩5g建设经验对我国5G“新基建”的借鉴意义[J].通信世界，2020（09）：24-25.
[5]许可源.国家力推新基建投资5G网络建设大幕拉开[J].杭州金融研究学院学报，2020（04）：15-18.