本文为论文精要，6.3万多个基站因电力中断而瘫痪。河南通信管理调集河南移动、联通、电信、铁塔4家公司的3万多人24小时紧急抢修，原文刊发于《广播与电视技术》2021年第6期。
根据广电与移动签署的共建共享合作协议，优先抢通应急指挥、铁路、医院等特殊行业和门的通信，广电目前可以有偿租用移动的承载网开展业务，工信组织的13支一级应急通信保障队和20个的通信企业联合奋战，从而缩短5G网络时间周期。但是为了广电5G网络长期可持续性发展，先后调拨1万多台发电油机给断电基站供电，广电必须尽早着手研究自有的5G承载网规划和。本文全面分析了5G承载网的总体架构、主流技术、带宽需求等，保障通信信号应急通畅。目前，并结合广电网络现状，郑州郊县约1300个基站分得到恢复，提出了广电5G承载网的方案建议。
本文作者
汤敏健，豫北县市还有约4000个站也将尽快抢通。责编:陈玉尧 | 审核:李震 | 总监:万军伟（来源：央视新闻），伍裕华，徐江山
汤敏健，男，1983年生，硕士，高级工程师、经济师，广东广播电视网络股份有限公司技术规划副经理，长期从事有线电视网络、无线网络、智慧家庭平台的规划和投资管理工作，获科技成果登记项目1项、级技术一等奖2项、优秀论文奖3项、专利7项等。
1 背景
2021年1月26日，广电与移动签署“5G” 合作协议，正式启动700MHz 5G网络共建共享。凭借合作，广电在5G网络初期，可幅缩短端到端的周期。但是，这并不意味着广电就无需考虑承载网的规划，原因有两个：
1. 共建共享前提下广电仍须向移动提出具体的承载网租用需求；
2. 面向广电长远的自主发展，稳步推进自有5G承载网的是必要条件。
2承载网在5G时代的新要求
由于5G应用是面向高带宽、低时延、连接场景，对比4G而言业务形态更丰富，因此5G网络架构对比4G有较的变化，也对5G承载网提出了新的要求。
5G无线接入网演进的要求：
1、前传网络与4G相比，接口速率（容量）和接口类型都发生了明显变化。
2、中传是面向5G新引入的承载网络层次，随着CU和DU 归属关系由相对固定向云化署的方向发展，中传也需要支持面向云化应用的灵活承载。
3、5G回传网络实现CU和核心网、CU和CU之间等相关流量的承载，由接入、汇聚和核心3层构成，城域核心/汇聚网络将演进为面向5G回传和数据中心互联统一承载的网络。
5G核心网演进的要求：
1、需提供层次化网络切片方案来满足不同业务场景的5G网络切片需求；
2、需要将L3功能下移至UPF和MEC所在的位置，从而提供网状动态连接的灵活调度；
3、适应5G网络云化发展趋势，支持城域核心和边缘数据中心之间互连的需求。
3 5G承载网总体架构
5G承载网的总体架构可从分段和分层两个维度进行分析。
承载网分段架构：
5G承载网络对应网络署分为前传、中传和回传三分：AAU-DU为前传，DU-CU为中传，CU-核心网为回传。承载网的接入层主要为前传Fx接口的CPRI/eCPRI信号、中传F1接口以及回传的N2（信令）和N3（数据）接口提供网络连接。
承载网分层架构：
5G承载网络分层架构主要包括转发平面、协同管控、5G同步网3个分。5G承载网络分层架构图如下，清晰图见期刊原文。
4 5G承载网主流技术分析
及广电选型建议
目前运营商在5G承载网上的技术选型上有所不同，移动主要选用PTN/SPN，电信和联通以IPRAN为主，并在探索M-OTN方案。广电作为5G的生力军，历史包袱相对较轻，需要结合自身情况做好5G承载网的技术选型。
SPN承载网技术：
SPN技术是在PTN技术基础上，采用切片以太网（SE）技术和面向传送的分段路由技术（SR-TP）的新一代传送网络技术，满足网络未来5G的承载要求。
IPRAN承载方案：
IPRAN技术是一种以IP/MPLS协议为基础，主要面向移动业务承载，兼顾二三层通道类业务端到端承载技术。
M-OTN承载方案：
M-OTN技术是面向5G移动承载优化的OTN网络技术，满足5G中后期的综合业务承载需求。
技术对比分析与选型建议
主流技术比选分析如下表，清晰内容请见期刊原文。
选型建议：
1、主流技术各有优劣势，需综合考虑网络现状、网络投资、网络运维、产业趋势等因素进行选型。
2、考虑到广电与移动共建共享的背景， 以及预估移动在产业链上的话语权，未来SPN设备可能会幅降价并日臻成熟，因此下文的方案将以SPN为主。
5 广电5G承载网带宽需求分析
按照广电5G业务流量基本流向选取带宽收敛比、不同层环的节点个数、单基站配置等关键参数进行估算，接入层、汇聚层和核心层不同承载层面的带宽收敛比为8∶2∶1。
5.1 5G基站接入端口带宽需求
广电的室外5G频谱为700MHz和4.9GHz，首先根据其频谱特性分别计算单站带宽。具体如下表所示，清晰内容请见期刊原文。
根据表中广电所使用的频谱资源计算得出的5G基站回传带宽，推荐广电5G基站接入回传端口可选用两种端口速率：
1、1GE@700MHz；
5.2 700MHz 5G承载网回传带宽需求分析
700MHz 5G基站作为广电5G的信号托底网，采用C-RAN方式，按照全程全网的规划，基站规模且分布均匀，5G承载网的规划需重点考虑网络的成本及健壮性，应优先考虑以环网的方式。接入层、汇聚层及核心层的带宽测算需求请参见期刊原文，结论：
700MHz 5G网络的接入层建议选用10GE组网。
700MHz 5G网络的汇聚层建议选用50GE组网。
700MHz 5G网络的核心层建议选用N×100GE组网。
5.3 4.9Hz 5G承载网回传带宽需求分析
在4.9GHz 5G密度的区域，按照与700MHz相同的承载网带宽评估方法。考虑到4.9GHz 5G基站主要用于高容量补充及垂直行业应用，基站分布不均，应按照基站的实际署规模及密集程度进行按需5G承载网，即站点密集区域采用C-RAN方式，站点稀疏区域采用D-RAN方式。接入层、汇聚层及核心层的带宽测算需求请参见期刊原文，结论：
4.9GHz 5G网络的接入层建议选用50GE组网。
4.9GHz 5G网络的汇聚层建议选用N×100GE组网。
4.9GHz 5G网络的核心层建议选用N×100/200GE组网。
广电5G承载网接入层宜采用10GE（700MHz）/50GE（4.9GHz）组建系统；汇聚层宜采用50GE（700MHz）或N×100GE（4.9GHz）组建系统，核心层宜采用N×100/200GE组建系统；干传输宜采用N×100/200GE组建系统。
6 广电网络结构与5G承载网差距分析
由于历史原因，全国分地区的广电承载网主要以支撑传统有线电视、宽带等业务为主，与移动通信的要求还有一定差距，特别是在支撑5G业务方面更是差距不少，主要包括：
1、网络架构需要演进
2、网络带宽需要扩容
3、网络流向需要优化
4、时间同步需要新建
5、业务控制需要提升
7 广电5G承载网方案建议
总体上应避免在5G商用初期盲目进行规模全面新建承载网，而是应该先以租用移动的承载网资源为起步，进而有步骤、有重点地推进，根据不同的情况分区域、分阶段实施。
1、一般区域以租代建——对于ToC业务和非重点集客业务，应分阶段租用移动承载网；
2、重点区域租用切片——对于分有切片需求的重点区域，需要租用移动专用切片，并做好广电-移动间的切片接续；
3、整体区域逐步自建——按业务区域的价值高低逐步推进自建承载网，以点带面构建广电5G端到端组网能力。
8 总结
5G承载网随着5G新业务和5G网络架构的演进而有了新要求，广电原有的有线基础网络更是需要按照广电5G的发展新要求而逐步重构。本文就是基于5G承载网在总体架构、主流技术、带宽需求等的分析，同时结合广电现状，从而推导出广电在未来可以按照“一般区域以租代建、重点区域租用切片、整体区域逐步自建”的方式分业务、分区域、分步骤5G承载网，这样既能享受与移动共建共享的红利，同时也能逐步自主可控的、面向未来的广电5G承载网，从而确保广电的可持续发展！
END
参考文献
[1] IMT-2020. 5G承载需求白皮书[S]. 2018.
[2] 罗成, 程思远, 江巧捷, 谢维信, 张钦宇. 5G承载关键技术与规划设计[M]. 北京: 邮电出版社, 2019.
[3] 万芬, 余蕾, 况璟. 5G时代的承载网[M]. 北京: 邮电出版社,2019.
[4] 刘洋, 丁远. 广电5G承载网技术选型探讨[J]. 信息技术与信息化, 2020, (12): 157-159.
[5] 3GPP, System Architecture for the 5G System; Stage 2. TS 23.501,June 2018.
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