隨著4G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模部署,，移動互聯(lián)網(wǎng)快速地改變了人們的生活 ,。與此同時,，5G愿景與需求、5G標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)的研究也隨之迅速提上日程,。

目前國際上多個標(biāo)準(zhǔn)化組織和機構(gòu),，如ITU、3GPP,、5GPPP,、NGMN等都在進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)及其架構(gòu)的研究工作，我國IMT-2020網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工作組也已牽頭國內(nèi)運營商,、研究機構(gòu),、設(shè)備商廣泛開展5G領(lǐng)域的需求、應(yīng)用場景和架構(gòu)方面的研究和討論,。IMT-2020推進(jìn)組在2014年6月發(fā)布的《5G愿景與需求白皮書》提出了5G的關(guān)鍵需求和能力指標(biāo),，包括：0.1～1Gbit/s 的用戶體驗速率、每平方千米一百萬的連接數(shù)密度 、毫秒級的端到端時延,、每平方公里數(shù)十Tbit/s的流量密度,、500km/h以上的移動性和數(shù)十Gbit/s的峰值速率。這些指標(biāo)的實現(xiàn)要求網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具備以下特性 ：更扁平的架構(gòu),、更快捷的內(nèi)容分發(fā),、更靈活的網(wǎng)絡(luò)編排、更簡潔的移動性管理,、更高效的資源管理,、更安全的網(wǎng)絡(luò)體系。

5G技術(shù)面向移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng),，主要涉及4個技術(shù)場景：連續(xù)廣域覆蓋場景,、熱點高容量場景、低功耗大連接場景和低時延高可靠場景,。為滿足上述5G網(wǎng)絡(luò)愿景及需求,，烽火通信與業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)組織、運營商等經(jīng)過研究與分析,，總結(jié)出未來5G承載網(wǎng)絡(luò)將聚焦如下重點：

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)：傳統(tǒng)2G/3G/4G回傳網(wǎng)絡(luò)分為接入層、匯聚層,、骨干匯聚層,、核心層，而且4G時代引入了C-RAN前傳網(wǎng)絡(luò),。5G時代,，由于無線頻譜資源提升及Massive MIMO多天線技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)RAN架構(gòu)下的CPRI接口難以承載巨大的帶寬,，需要進(jìn)行架構(gòu)重構(gòu),。重構(gòu)之后，5G新定義了CU和DU兩個功能實體,，原核心網(wǎng)和BBU的功能在CU和DU有了新的劃分,，出現(xiàn)了一級前傳（RRU-DU）和二級前傳（DU-CU）兩級架構(gòu)。CU與DU功能的切分以處理內(nèi)容的實時性進(jìn)行區(qū)分,，CU設(shè)備主要包括非實時的無線高層協(xié)議棧功能,，同時也支持部分核心網(wǎng)功能（UP）下沉和邊緣應(yīng)用業(yè)務(wù)的部署；DU設(shè)備則主要處理物理層功能和實時性需求的L2功能,。而網(wǎng)絡(luò)向著含“邊緣DC”,、“匯聚DC”和“核心DC”在內(nèi)的以DC為核心組網(wǎng)的概念發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)的目的不僅在于以業(yè)務(wù)為核心進(jìn)行組網(wǎng),，而且在于通過網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)引入新的組網(wǎng)思路和技術(shù),，以解決5G承載面臨的帶寬容量、節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)能力、端到端時延等方面的難題,。

大容量低時延轉(zhuǎn)發(fā)：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)定義,，5G基站帶寬均值將超過1Gbps，峰值更是超過10Gbps,，無論是對于前傳網(wǎng)絡(luò)還是回傳網(wǎng)絡(luò)均提出了很高的帶寬要求,。為滿足5G業(yè)務(wù)大帶寬承載需求，無論是eCPRI還是NGFI均計劃降低傳統(tǒng)CPRI接口方式下的帶寬需求,。從業(yè)務(wù)層面而言,，當(dāng)前IEEE, Ethernet Alliance等標(biāo)準(zhǔn)組織正在進(jìn)行25GE、50GE,、200GE和400GE等新型以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接口定義,，5G前傳、回傳設(shè)備通過采用上述新型接口可滿足業(yè)務(wù)承載需求,。在傳輸層面,，當(dāng)前100G已在干線、城域?qū)用鎻V泛部署,，較好地滿足了4G,、IDC等業(yè)務(wù)承載需求，未來通過現(xiàn)網(wǎng)平滑升級400G可滿足5G業(yè)務(wù)承載的容量需求,。同時,，業(yè)內(nèi)聚焦通過采用高速業(yè)務(wù)接口、大容量節(jié)點設(shè)備并結(jié)合優(yōu)化的處理器架構(gòu)等技術(shù),，以實現(xiàn)低時延轉(zhuǎn)發(fā)的目標(biāo),。

高精度時間同步：5G時代由于載波聚合、多點協(xié)同,、5G超短幀結(jié)構(gòu),、高精度定位等新技術(shù)的應(yīng)用，要求基站間滿足百納秒級的超高精度,。與此同時,，傳輸網(wǎng)絡(luò)需具備更高精度的時間傳送能力。對于高精度時間同步性能,，如下預(yù)估參數(shù)可作為參考：

·5G系統(tǒng)端到端定時誤差預(yù)算要求是在+/-130ns以內(nèi),；

·整個傳送網(wǎng)的時間精度要求是+/-100ns（包括由于鏈路非對稱引入的誤差+/-10ns，傳送設(shè)備總定時誤差+/-90ns）,；

·RRU至 DU 一級前傳+/-10ns,。

·為滿足以上5G承載高精度時間同步的要求，當(dāng)前承載領(lǐng)域正在開展如下方面的工作：

·研究時間同步協(xié)議的升級（從現(xiàn)有 1588v2 升級到未來的 1588v3）,；

·研究利用光纖或波長直連傳遞時間的方法以及組網(wǎng)的可行性,；

·研究在復(fù)雜組網(wǎng)條件（多種傳輸技術(shù)混合組網(wǎng),、長距離、多跳等）下的時間精度,，影響穩(wěn)定性的因素及相應(yīng)的解決辦法,；

·采用 SDN技術(shù)進(jìn)行全網(wǎng)性能監(jiān)測和反向調(diào)控的可行性研究等多種技術(shù)手段。

端到端的業(yè)務(wù)靈活調(diào)度：面向 5G 提供“端到端”服務(wù)的關(guān)鍵,，在于解決下一代無線接入網(wǎng)絡(luò)中多種異構(gòu)資源的聯(lián)合調(diào)度與高效適配,，即解決業(yè)務(wù)接入過程中的無線網(wǎng)絡(luò)、前傳網(wǎng)絡(luò),、回傳網(wǎng)絡(luò),、數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)（DU，CU,，DC）之間的高效互通,，打通無線接入側(cè)、匯聚側(cè)與核心側(cè)的數(shù)據(jù)傳輸通道,。SDN實現(xiàn)了控制層面和轉(zhuǎn)發(fā)（數(shù)據(jù)）層面的解耦,，使網(wǎng)絡(luò)更開放，可以靈活支撐上層業(yè)務(wù)和應(yīng)用,。通過SDN可以使不同的移動用戶定制滿足特定屬性的帶寬,、時延以及安全性需求。同時借助SDN 的可編程性,，將移動接入網(wǎng)絡(luò)抽象成能獨立的“網(wǎng)絡(luò)切片”,，每個“網(wǎng)絡(luò)切片”具有包括射頻接入、前傳拉遠(yuǎn),、回傳匯聚、核心側(cè)處理等功能,，服務(wù)于多租戶的應(yīng)用場景,。為了滿足5G端到端的服務(wù)提供，當(dāng)前業(yè)內(nèi)聚焦在5G 網(wǎng)絡(luò)的端到端SDN 控制平面架構(gòu),、南向接口技術(shù),、北向接口技術(shù)、控制平面與綜合資管系統(tǒng)的融合演進(jìn)方案等幾個方面開展研究,。

統(tǒng)一管控的網(wǎng)絡(luò)分片：5G的業(yè)務(wù)在帶寬,、時延、可靠性需求,、能耗以及服務(wù)客戶,、運營計費等方面要求存在巨大差異。例如：4K/8K移動視頻業(yè)務(wù)要求超高速率,，可觸摸交互式應(yīng)用要求超低時延(<1ms),，M2M/IoT 應(yīng)用要求高密度連接,，自動駕駛和遠(yuǎn)程控制要求高可靠、 超低時延,，移動寬帶業(yè)務(wù)要求超高速移動性,。每種業(yè)務(wù)類型對于網(wǎng)絡(luò)各項能力要求非常不平均，為 5G 承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的靈活性和業(yè)務(wù)適應(yīng)性提出了新的需求,。網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)是滿足該需求的關(guān)鍵所在,。一個網(wǎng)絡(luò)切片將構(gòu)成一個端到端的邏輯網(wǎng)絡(luò)，按切片需求方的需求靈活地提供一種或多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù),。當(dāng)前承載領(lǐng)域,，初步計劃采用“集中管控分片”，“轉(zhuǎn)發(fā)控制分片”,，“轉(zhuǎn)發(fā)資源分片”三級網(wǎng)絡(luò)分片的方式來實現(xiàn)整個承載網(wǎng)絡(luò)的切片,。網(wǎng)絡(luò)分片的需求從集中管控層面注入，轉(zhuǎn)發(fā)控制層面接收到分片需求后,，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)分布進(jìn)行多網(wǎng)絡(luò)分片協(xié)同并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分片創(chuàng)建,，最后組織形成所需要的網(wǎng)絡(luò)分片。除了時分（如OTN）和波分（如DWDM）等天然硬管道可以方便的支撐網(wǎng)絡(luò)分片功能外,，當(dāng)前OIF定義的Flex-E技術(shù)可以用于對一個以太網(wǎng)鏈路和端口的硬隔離切分,，應(yīng)用該技術(shù)后網(wǎng)絡(luò)分片可以做到在硬件資源上共享同一個端口同一根光纖鏈路，而轉(zhuǎn)發(fā)面互相硬件隔離互不影響,。Flex-E較好地滿足了“轉(zhuǎn)發(fā)資源分片”實現(xiàn)需要,，受到業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注，國際標(biāo)準(zhǔn)一直在持續(xù)完善和補充中,。

當(dāng)前2G/3G/4G移動通信已經(jīng)深刻地改變了人們的生活,，對于5G描繪的移動寬帶（如高清視頻、虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實）,、高可靠和低時延（如自動駕駛,、遠(yuǎn)程控制）、高連接密度（如智慧城市,、工業(yè)制造）,，大家更是充滿了憧憬和向往。為實現(xiàn)上述愿望,，5G網(wǎng)絡(luò)需求和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相對4G也將發(fā)生很大變化,，帶寬、時延,、時間同步等多方面功能和指標(biāo),，都將給傳送網(wǎng)帶來巨大的挑戰(zhàn)。烽火通信秉承2G/3G/4G 時代的深厚積累,，聚焦光與IP,，加速SDN/NFV一體化解決方案提供,，積極向ICT領(lǐng)域轉(zhuǎn)型，迎接5G承載挑戰(zhàn),。無論在超高速傳輸（400G/1T）,、超大容量、硅光子集成,、高精度時鐘同步,，還是新型以太網(wǎng)接口、SDN/NFV等方面,，烽火通信已提前做好了布局和持續(xù)投入,，并與同行一起為5G時代中國在世界范圍內(nèi)實現(xiàn)“5G引領(lǐng)”的戰(zhàn)略目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。