5G商用，承載先行。5G承載網絡是為5G無線接入網和核心網提供大帶寬、低時延和高可靠網絡連接的基礎網絡。2019年，我國三大運營商的5G網絡都已進入規模試商用前的關鍵階段，不僅在重點地市啟動5G基站大規模建設和展示各類新興業務應用，并且緊鑼密鼓地開展5G前傳和回傳設備以及IP承載相關設備的進網集采測試，重點驗證規模組網方案和跨域互通方案。

本文首先分析總結了我國運營商的5G承載網絡技術方案，然后結合5G核心網的數據中心化發展趨勢探討了5G承載網絡的規模組網方案，最后結合國內外標準化和產業化進展，提出需要從技術、標準和產業3個方面鼎力支撐5G規模試商用的到來。

我國5G承載網絡技術方案已基本明確

2017-2018年，為更好適應5G和專線業務綜合承載需求，我國三大運營商紛紛開展了不同網絡技術方案的創新研究、標準化推進、實驗室評估和現網規模試點驗證工作。5G回傳網絡技術方案有基于PTN演進的切片分組網絡（SPN）、IPRAN增強、分組增強型OTN等不同技術路線，5G前傳網絡可有光纖直連、無源WDM、有源WDM或OTN、接入SPN、WDM PON等多種方案選擇。

進入2019年，我國5G網絡逐步進入試商用前的規模建設階段，運營商綜合分析技術、產業和成本現狀，關于前傳和回傳網絡技術方案的總體選擇和發展趨勢已基本明朗。

5G前傳網絡技術

5G無線接入網的部署模式有D-RAN和C-RAN兩種場景。D-RAN場景相對簡單，AAU和DU一般分別部署在塔上和塔下；C-RAN場景可分為小集中和大集中兩種模式，在5G建設初期，通常采用小集中模式。C-RAN場景的AAU拉遠距離一般在10km以內，通常不超過20km。前傳網是為基站的無線射頻單元（4G增強的RRU、5G的AAU）和基帶處理單元（4G的BBU、5G的DU和CU）之間提供光纖傳輸的網絡，主要實現CPRI和eCPRI信號傳輸。前傳網的關鍵要求是支持低時延（小于100us）、高精度時間同步（±130ns或±260ns）和低成本組網。近期4G和5G的前傳信號主要是25GE的eCPRI，以3個載頻的S111站型為例，每個基站需要傳輸3對25GE信號的收發，4G和5G基站共址則有6對25GE接口，共占用12根接入光纖。

5G前傳技術方案的選擇主要考慮光纖資源、建網綜合成本和網絡可維護性等因素。在接入光纖資源豐富的地區，5G前傳主要采用光纖直連；在光纖資源不足的地區，可采用低成本的無源WDM節省光纖；對于光纖資源緊缺且對網絡運維能力有要求的地區，可適當采用有源WDM/OTN來建設C-RAN的前傳網絡，要求BBU側設備具有同時接入3~10個AAU的容量，AAU側的室外前傳設備適合掛在鐵塔或燈桿上，支持上電后免配置自動開通，為節省光纖消耗和提升時間同步精度，應配置支持工業級溫度的25Gbit/s和100Gbit/s單纖雙向光模塊，基于L0或L1傳輸系統實現確定性低時延。

5G回傳網絡技術

5G回傳網是為廣泛分布的5G基站（g-NodeB、BBU或CU）和核心網元之間提供多點到點的雙向連接和帶寬匯聚的傳送網絡，在地域上覆蓋城域、省內干線乃至大區范圍，核心需求是低時延（如eMBB在信令面小于10ms，數據面小于4ms）、中長距離（城域40km或80km、省內干線或大區120~450km）、大帶寬（單路100Gbit/s、200Gbit/s或400Gbit/s）、高精度時間同步（±260ns）和低成本高效組網。

5G回傳網絡技術需滿足5個核心特征：一是支持靈活擴展、高速率、高可靠和大規模組網的L3VPN技術；二是支持網絡切片所需的邏輯隔離能力，對隔離性和安全性要求較強的業務場景或集團客戶，應支持硬隔離轉發能力；三是面向uRLLC業務，支持確定性低時延和低抖動性能；四是支持高精度頻率和時間同步傳輸；五是支持網絡切片全生命周期管理和開放北向接口的管控系統。

綜合以上分析，我國三大運營商都已明確近期的5G回傳網絡技術路線選擇：中國移動的5G新建傳輸網絡將采用切片分組傳送（SPN）技術，對于現網具備PTN擴容或升級條件的地市，將采用PTN擴容或升級SPN技術方案；中國電信和中國聯通在城域主要采用現網IPRAN擴容或新建IPRAN增強SR和EVPN技術方案，在省內干線主要采用IP承載網over WDM/OTN的聯合組網方案。三大運營商在網絡開放能力方面都面臨著加強網絡切片服務能力，開發智能化業務編排系統和管控系統的重要挑戰。

差異化的網絡切片服務和管控能力是關鍵

5G承載網絡應具備多業務綜合承載能力，除了承載4G/5G無線基站業務，還可承載集客專線、家庭寬帶OLT回傳業務等，充分發揮綜合承載效能。因此，在一張承載網絡上，通過轉發平面提供的網絡資源軟、硬管道隔離技術，結合上層智能化業務編排系統和管控一體化系統，實現對網絡切片的全生命周期服務能力，包括響應切片請求、進行資源編排、創建虛擬網絡、開展性能監測等流程，可為5G三大類業務場景、移動數據中心互聯、集團客戶專線、垂直行業專網以及家庭寬帶等業務提供所需SLA保障的差異化網絡切片服務能力。

此外，5G承載網絡的管控系統還應支持基于Restful的開放北向接口，支持基于Netconf+Yang的南向接口，支持通過BGP-LS實現網絡拓撲資源的收集和刷新，支持通過PCEP實現路徑集中計算和自動下發能力，支持幾萬端承載設備的集中管控能力。

5G承載網絡規模組網方案面臨的主要挑戰

根據近期許多省市發布的加快推進5G產業發展實施意見，某些發達省市將在2020年底前建成2萬~3萬個基站，實現城區5G信號的全覆蓋。可預估在2019-2022三年期間，我國發達省市將建設上百萬個5G基站，與全國400百萬個LTE基站配合，實現全覆蓋的高速移動互聯網絡。因此，大規模組網方案成為5G承載網絡近期面臨的主要挑戰。

5G回傳網應支持L3VPN到邊緣的大規模組網

中國電信和中國聯通的4G回傳網主要采用城域接入層L2VPN+匯聚核心層動態L3VPN的IPRAN組網方案，中國移動的4G回傳網主要采用城域接入匯聚層L2VPN+核心層靜態L3VPN的PTN組網方案。由于基于MEC邊緣云將下沉到匯聚節點或綜合業務接入節點，因此回傳網的L3VPN功能也將下沉到邊緣，一個省的5G回傳網絡將面臨著幾百個匯聚節點和上萬個綜合業務接入節點的L3VPN組網規模挑戰。

由于傳統基于MPLS的L3VPN網絡存在著N平方的擴展性問題，基于源路由的段路由（SR）技術可較好的解決L3VN的網絡擴展性問題，簡化了中間節點的標簽分發和轉發操作，并且有利于實現SDN集中管控。基于SR的L3VPN應采用分域方式控制單IGP域內網元數量，例如核心匯聚層為一個IGP域，每個接入環為一個IGP域，端到端部署IGP協議，IGP分域點設置在重要匯聚節點或普通匯聚節點，如圖1所示。全網需要協同開展VLAN和IP地址規劃工作，5G基站支持IPv4和IPv6雙棧能力。在L3VPN業務實現城域和干線對接時，為了提升網絡安全可靠性，通常采用口字型互通方案，在互通鏈路上配置IP FRR和基于RFC7130 BFD的LAG組成員。

圖1? ?L3VPN的分層分域組網方案示意圖

5G承載網絡應實現多級數據中心的高速互連

5G核心網的虛擬化和云化，帶來數據中心（DC）的大規模建設需求。我國運營商都在規劃固定和移動業務融合發展的新一代分布式數據中心網絡，通常分為大區或省干DC、城域核心DC和邊緣DC 3層，如圖2所示。

5G核心網的部署方案與不同業務應用場景密切相關。為了便于漫游和計費，信令面主要采用大區集中或省集中部署方式，用戶面可根據業務需求采用按需集中或分布式部署方式。例如，對于eMBB業務，核心網的信令面部署在大區或省中心，用戶面的UPF和CDN可分布式部署在省DC或城域DC；對于mMTC物聯網業務，受區域經濟發展影響，其UPF可以可部署在大區或省DC；對于低時延高可靠的uRLLC業務，UPF和MEC可以下沉到匯聚節點或邊緣數據中心。

數據中心向承載網絡提出了巨大的承載帶寬需求，隨著網絡云化趨勢和邊緣DC數量的逐步增加，數據中心的高速互聯需求也將急劇增長。大區和省核心DC之間的互連主要采用IP承載網和WDM/OTN聯合組網技術，城域DC之間互連可以采用低成本WDM/OTN、IP/MPLS或分組切片網絡技術等。邊緣DC的發展與車聯網等新興業務商用模式發展密切相關，城域核心DC之間、核心DC和邊緣DC之間的互連由城域傳送網還是IP城域網承載的問題，已成為5G承載網絡規模組網需要重點研究的問題之一。

圖2 ??5G核心網數據中心化后的移動承載網組網場景

5G規模建設需要大量接入光纖資源支撐

據無線專業測算，為達到相同信號覆蓋效果，5G基站數量至少是4G基站的1.5倍，因此5G無線接入網絡建設將采用超密集組網方式，包括宏站、數字化室分及小微基站，因此對接入層光纖資源的消耗將是巨大的。需要結合各地市光纖資源現狀和5G基站建設規模，來評估分析光纖光纜等基礎資源是否能長期支撐5G網絡規模建設需求，以及如何充分利用FTTx光纖資源來同時支撐運營商5G網絡和智慧城市的建設。

5G承載網絡的標準化和產業化均進入關鍵階段

5G承載網絡技術和規模組網方案具有典型的多技術融合發展趨勢，支撐5G大規模試商用還依賴技術標準成熟、產業鏈健壯性和5G業務商業模式發展等要素。2019-2020年是5G標準化、產業化和應用規模化的關鍵階段，業界各方需加強合作，協同推動5G承載網絡規模組網方案和網絡切片服務及管控能力研究，共同促進產業有序發展，鼎力支撐5G規模試商用的發展。