5G將帶來信息通信技術(shù)變革已成為國家戰(zhàn)略制高點(diǎn)

自20世紀(jì)80年代以來，移動通信約每十年出現(xiàn)新一代革命性技術(shù)。從1G到4G，移動通信的核心是人與人之間的通信。未來，5G將與云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬增強(qiáng)現(xiàn)實等技術(shù)實現(xiàn)深度融合，意味著人與人通信開始轉(zhuǎn)向人與物的通信，直至機(jī)器與機(jī)器的通信。

當(dāng)前，信息通信技術(shù)向各行各業(yè)融合滲透，經(jīng)濟(jì)社會各個領(lǐng)域向數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的趨勢愈發(fā)明顯。促進(jìn)5G技術(shù)向各領(lǐng)域的擴(kuò)散滲透，孕育新興信息產(chǎn)品和服務(wù)，重塑傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，逐漸成為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的關(guān)鍵動力之一，同時5G技術(shù)的商用化將引發(fā)新一輪投資高潮。

中國高度重視5G技術(shù)發(fā)展，在國家近期戰(zhàn)略規(guī)劃指導(dǎo)等重要文件中，均提出要積極推進(jìn)5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展，5G已成為國家戰(zhàn)略制高點(diǎn)。2013年2月，工信部、發(fā)改委和科技部共同成立IMT-2020（5G）推進(jìn)組，目標(biāo)是聚合產(chǎn)學(xué)研用力量、推動5G技術(shù)研究、開展國際交流與合作。目前在北京懷柔已建設(shè)全球最大的5G試驗網(wǎng)，先后完成了三個階段的試驗，取得了令人矚目的階段性成果。

5G給承載網(wǎng)帶來了全新挑戰(zhàn)

5G在帶來革命性業(yè)務(wù)體驗、全新商業(yè)應(yīng)用模式，以及對人們生活產(chǎn)生巨大影響的同時，對基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)提出了多樣化的全新需求。現(xiàn)有的承載技術(shù)指標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及功能等無法完全滿足5G新型業(yè)務(wù)和應(yīng)用，5G承載演進(jìn)與革新勢在必行。

5G承載新需求與5G業(yè)務(wù)性能的提升、5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的革新等密切相關(guān)。相比于4G網(wǎng)絡(luò)，5G采用更寬的無線頻譜，更大規(guī)模的多入多出（MIMO）新技術(shù)，將峰值帶寬和用戶體驗帶寬提升十倍甚至數(shù)十倍；遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動駕駛等新型業(yè)務(wù)對承載提出毫秒級超低時延及高可靠性等需求；5G的智能靈活、高效開放、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變革，推動相應(yīng)的承載網(wǎng)架構(gòu)演進(jìn)，并具備網(wǎng)絡(luò)切片、靈活組網(wǎng)和調(diào)度、協(xié)同管控以及高精度同步等功能，從而滿足5G差異化業(yè)務(wù)承載需求。

成立5G承載工作組，推動5G承載產(chǎn)業(yè)發(fā)展

2018年1月，中國信息通信研究院聯(lián)合中國三大運(yùn)營商，華為等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商，光迅等模塊芯片制造商和測試儀表廠商，在IMT2020（5G）推進(jìn)組框架下成立“5G承載工作組”，旨在推動中國5G承載關(guān)鍵技術(shù)及方案創(chuàng)新，協(xié)同業(yè)界各方提升5G承載產(chǎn)業(yè)發(fā)展，開展5G承載技術(shù)方案測試驗證，全力支撐5G商用部署的順利實施，提高中國在5G承載領(lǐng)域的國際競爭力。

工作組已經(jīng)取得了多項階段性成果，2018年6月22日深圳IMT-2020(5G) 峰會上公開發(fā)布了《5G承載需求白皮書》，提出承載網(wǎng)要滿足“更大帶寬、超低時延和高精度同步”三大性能需求，以及“多層級承載網(wǎng)絡(luò)、靈活化連接調(diào)度、層次化網(wǎng)絡(luò)切片、智能化協(xié)同管控、4G/5G混合承載以及低成本高速組網(wǎng)”等六類組網(wǎng)和功能需求；2018年9月28日中國信息通信展“5G創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇”上公開發(fā)布了《5G承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)方案白皮書》，歸納總結(jié)了5G承載網(wǎng)絡(luò)典型架構(gòu)，并深度分析了轉(zhuǎn)發(fā)面、協(xié)同管控、同步網(wǎng)的技術(shù)方案與關(guān)鍵技術(shù)，預(yù)判了中國5G承載產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展態(tài)勢，對下一步發(fā)展提出建議。預(yù)計2018年年底將會發(fā)布管控架構(gòu)、5G承載光模塊、高精度同步等專項研究成果。

5G承載產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵點(diǎn)

5G承載網(wǎng)技術(shù)方案需“存異求同”，聚焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展

針對5G承載網(wǎng)，國內(nèi)三大運(yùn)營商提出了不同的承載方案，主要有SPN、M-OTN和IPRAN增強(qiáng)方案。SPN和IPRAN增強(qiáng)方案是基于IP/MPLS和電信級以太網(wǎng)增強(qiáng)輕量級TDM技術(shù)的演進(jìn)思路，目的是解決分組承載網(wǎng)絡(luò)如何支持不同類型業(yè)務(wù)的帶寬隔離、確定性低時延和網(wǎng)絡(luò)硬切片等問題，實現(xiàn)5G和專線等多業(yè)務(wù)綜合承載；M-OTN方案是基于傳統(tǒng)OTN增強(qiáng)分組承載技術(shù)并簡化OTN的演進(jìn)思路，是OTN適應(yīng)分組業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢，并重點(diǎn)針對5G前傳、中傳和回傳的低時延等需求而進(jìn)行技術(shù)方案簡化和演進(jìn)發(fā)展的產(chǎn)物，目的是解決OTN如何高效承載5G和專線等業(yè)務(wù)，并實現(xiàn)應(yīng)用場景從干線、城域核心網(wǎng)絡(luò)逐步向城域匯聚和接入層的延伸。各種方案最終能否規(guī)?；茝V應(yīng)用主要依賴于市場需求、產(chǎn)業(yè)鏈的健壯性和網(wǎng)絡(luò)綜合成本等因素。

5G承載方案的推進(jìn)，需要綜合考慮運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)特性、業(yè)務(wù)需求，以及成本等多方面因素。在產(chǎn)業(yè)化過程中，需要產(chǎn)業(yè)鏈求同存異，聚焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，共同推動產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。綜合分析CRAN、5G核心網(wǎng)云化、數(shù)據(jù)中心化部署方案和全面支持IPv6等發(fā)展趨勢，針對5G承載網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)面技術(shù)及應(yīng)用的未來發(fā)展演進(jìn)建議如下：

5G前傳方案選擇：在光纖資源豐富的區(qū)域，建議以低成本的光纖直驅(qū)方案為主；對于光纖資源緊缺且敷設(shè)成本高的區(qū)域，可綜合考慮網(wǎng)絡(luò)成本、運(yùn)維管理需求等因素來選擇合適的前傳技術(shù)方案。

5G回傳方案選擇：5G承載網(wǎng)絡(luò)可采用L2VPN+L3VPN或L3VPN到邊緣的應(yīng)用部署；可基于新的5G承載技術(shù)方案進(jìn)行建設(shè)，也可基于4G承載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級演進(jìn)。

支持IPv6方案：考慮到IPv4地址的短缺，5G承載網(wǎng)絡(luò)需要支持IPv4/IPv6雙棧和6vPE轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。

SDN實現(xiàn)智能管控

5G承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變化帶來網(wǎng)絡(luò)切片、L3功能下沉、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)連接等新型特征，此外，還將同時支持4G/5G/專線等多種業(yè)務(wù)的承載，業(yè)務(wù)部署也將更加多樣，對承載網(wǎng)絡(luò)的管控帶來諸多新需求。

5G承載網(wǎng)絡(luò)管控的需求、架構(gòu)、功能基本明確，管控平臺發(fā)展應(yīng)滿足如下需求：

敏捷靈活的業(yè)務(wù)提供：滿足網(wǎng)絡(luò)云化后5G網(wǎng)絡(luò)快速高效的業(yè)務(wù)配置需求，提供設(shè)備即插即用、自動化規(guī)劃和快速部署，實現(xiàn)分鐘級別的按需、自動化業(yè)務(wù)提供能力。

多層、多域的端到端靈活控制：實現(xiàn)跨層次、跨區(qū)域的業(yè)務(wù)部署以及高效運(yùn)維。

網(wǎng)絡(luò)切片管控：基于上層網(wǎng)絡(luò)的切片需求，提供承載網(wǎng)絡(luò)資源的切片管控能力，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分片自動化部署、切片資源的隔離、業(yè)務(wù)在切片網(wǎng)絡(luò)的部署、切片網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維監(jiān)視等全生命周期的管理。

高效的智能化運(yùn)維：提供以業(yè)務(wù)為中心的智能排障、基于AI的智能故障分析、智能故障自愈、業(yè)務(wù)性能監(jiān)測等智能化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維能力，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維全生命周期的自動化、閉環(huán)、智能運(yùn)維。

兼容現(xiàn)網(wǎng)：5G承載網(wǎng)絡(luò)管控發(fā)展過程中，應(yīng)考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的平滑升級、保護(hù)既有投資等因素，逐步引入端到端業(yè)務(wù)編排和管控、智能運(yùn)維等功能，減少網(wǎng)絡(luò)的操作維護(hù)，降低操作維護(hù)的復(fù)雜度和成本。

統(tǒng)一接口：5G承載網(wǎng)北向信息模型應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一，應(yīng)具備良好的擴(kuò)展性，南向接口可采用多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)，并逐步實現(xiàn)開放。

聚焦BIDI和PAM4技術(shù)，推動光模塊產(chǎn)業(yè)發(fā)展

5G對光模塊存在數(shù)千萬量級的巨大需求，更高速率、更長距離、更寬溫度范圍和更低成本的光模塊需求迫切，尤其在低成本方面，需采用新的工藝和技術(shù)實現(xiàn)成本降低。

面向5G承載，25/50/100Gbps新型高速光模塊將逐步在接入層引入，N×100/200/400Gbps高速光模塊將在回傳匯聚和核心層引入。

5G前傳光纖資源緊張，單纖雙向（Bidi）需求迫切，?IEEE開始進(jìn)行25/50Gbps Bidi標(biāo)準(zhǔn)制定（IEEE802.3cp），國內(nèi)CCSA同步開展25Gbps BiDi標(biāo)準(zhǔn)制定;中傳和回傳方面，，80km以內(nèi)25Gbps NRZ、50/100/200/400bps PAM4等多種光模塊方案并存，80km以上相干光模塊將成主流。目前，高線性度的PAM4電芯片已市場可獲得，25/50GBaud高線性度激光器和探測器芯片仍需要進(jìn)一步的工藝摸索及改進(jìn)。

5G將至，承載先行

5G商用漸行漸近，承載網(wǎng)作為基礎(chǔ)管道，應(yīng)先行于無線網(wǎng)絡(luò)部署完成，從現(xiàn)在到2019年底，是承載網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵時期。運(yùn)營商一方面需要提前啟動光纖光纜、空間、電力等基礎(chǔ)資源儲備；另一方面需要根據(jù)自身的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，分析現(xiàn)網(wǎng)對5G業(yè)務(wù)的滿足度，提前確定可行的解決方案和建設(shè)方案，并進(jìn)行試點(diǎn)建設(shè)。當(dāng)前，國內(nèi)多個運(yùn)營商均啟動并完成自身基礎(chǔ)資源摸查，啟動光纖光纜、電力資源等基礎(chǔ)資源儲備。杭州、北京、上海、深圳等多個城市開展5G承載試點(diǎn)，就5G承載技術(shù)和建設(shè)方案進(jìn)行探討和試點(diǎn)，預(yù)計2019年國內(nèi)將大規(guī)模進(jìn)行5G承載試點(diǎn)，滿足2020年5G商用部署需求。

展望

當(dāng)前，全球主要國家和運(yùn)營商相繼啟動5G 試驗，紛紛出臺戰(zhàn)略計劃開展產(chǎn)業(yè)布局，搶占戰(zhàn)略制高點(diǎn)。中國在推進(jìn)5G技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化、5G 技術(shù)研發(fā)試驗方面不斷取得階段性成果。下一步，在承載領(lǐng)域，將會繼續(xù)加大5G承載的研發(fā)和創(chuàng)新支持力度，加快突破5G承載核心芯片、SDN智能管控等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，推動5G承載關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新和國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)制定，加速推進(jìn)5G承載實驗室及外場試驗，加快5G承載設(shè)備、芯片、儀表等產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，超前啟動光纜、電力等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施準(zhǔn)備，推動5G 網(wǎng)絡(luò)與4G 網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)發(fā)展，積極營造創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境，為5G商用部署奠定堅實基礎(chǔ)。?