大家好，今天這篇文章，我們來聊一聊5G承載網。

什么是承載網？顧名思義，承載網就是專門負責承載數據傳輸的網絡。

以前我們更多介紹的是接入網和核心網。如果說核心網是人的大腦，接入網是四肢，那么承載網就是連接大腦和四肢的神經網絡，負責傳遞信息和指令。

承載網、接入網、核心網相互協(xié)作，最終構成了移動通信網絡。

雖然承載網的重要性被大家一致認可，但存在感卻很弱。

在大多數人看來，承載網只是一個管道。只要它沒有斷，就不用去管它。

通信網絡本來就是一個管道，承載網是“管道中的管道”

也有很多人認為，承載網的技術含量低，整天就是面對讓人密集恐懼癥發(fā)作的光纖和網線，沒有什么前途可言。

其實，這都是對承載網的誤解。

承載網看似簡單，實際上內部結構非常復雜。承載網的整個技術體系規(guī)模，一點都不輸給接入網和核心網。

尤其是5G時代下，承載網的發(fā)展更是到了“瘋狂”的地步，引入了很多高大上的黑科技，讓人目不暇接，不明覺厲。

接下來，就讓我慢慢給大家介紹。

5G承載網，到底要咋辦？

從1G到4G，承載網經歷了從低帶寬到高帶寬、從小規(guī)模到大規(guī)模的巨大變化。

如今的承載網網絡，事實上已經非常強大和完善了。承載網設備的性能，也十分強勁。

機房里插滿光纖的傳輸設備

盡管如此，在5G面前，這些現(xiàn)有設備和技術方案還是只有瑟瑟發(fā)抖的份。

進入5G時代，通信網絡的指標發(fā)生了大幅的變化，有的指標標準甚至提升了十幾倍。想要達到要求，只靠無線空中接口部分改進是辦不到的。包括承載網在內的整個端到端網絡架構，都必須自我革命。

那承載網的革命目標在哪里呢？主要來說，包括以下幾個方面：

• 大帶寬

帶寬！帶寬！帶寬！

毫無疑問，帶寬是5G承載網最基礎和最重要的技術指標�？湛诘乃俾侍嵘�了幾十倍，承載網相應也要大幅提升。尤其是在目前5G剛起步的階段，eMBB是首先要實現(xiàn)的業(yè)務場景，最關注的也就是帶寬。

• 低時延、高可靠性

車聯(lián)網、工業(yè)控制等垂直行業(yè)，對網絡的時延和可靠性要求苛刻。

5G最重要的需求之一，就是低時延低，需要實現(xiàn)個位數毫秒級的端到端時延。承載網作為端到端的一部分，雖然不是時延的重點提升對象，但也要分攤一部分指標壓力。

在5G很多場景下，都提出了“6個9級別（99.9999%）”的可靠性要求。因此，承載網也必須服務于這樣的要求，還要有足夠強大的容災能力和故障恢復能力。

• 高精度同步能力

5G對承載網的頻率同步和時間同步能力提出了很高的要求。

同步到底是干啥用的？

簡單舉幾個例子：5G的載波聚合、多點協(xié)同和超短幀，需要很高的時間同步精度；5G的基本業(yè)務采用時分雙工（TDD）制式，需要精確的時間同步；再有就是室內定位增值服務等，也需要精確的時間同步。

• 易于運維

5G承載網將會無比巨大，設備數量多，網絡架構復雜。如果網絡不能夠做到靈活、智能、高效、開放，那對于運營商和運維工作人員來說就是一場噩夢。

• 低能耗

網絡既要足夠強大，又要盡量省電。省電就是省錢。

• 支持切片

切片之前我們介紹過，它是5G網絡的核心能力。承載網當然也必須支持切片。

圖片來自公眾號“無線深海”

以上幾個方面，就是5G承載網自我革命的目標。任何一個目標無法實現(xiàn)，就不是合格的5G承載網。

5G承載網，到底包括哪些部分？

介紹5G承載網結構之前，我們先來看看接入網的變化。

4G接入網，大家都很熟悉了，是由BBU（基帶處理單元）、RRU（射頻拉遠單元）、天饋系統(tǒng)共同組成的。

到了5G，接入網被重構為3個功能實體，分別是：

• CU（Centralized Unit，集中單元）
• DU（Distribute Unit，分布單元）
• AAU（Active Antenna Unit，有源天線單元）

BBU+RRU+天饋 ▶▶▶ CU+DU+AAU

CU：原BBU的非實時部分將分割出來，重新定義為CU，負責處理非實時協(xié)議和服務。

DU：BBU的剩余功能重新定義為DU，負責處理物理層協(xié)議和實時服務。

AAU：BBU的部分物理層處理功能與原RRU及無源天線合并為AAU。

之所以要拆分得這么細，是為了更好地調配資源，服務于業(yè)務的多樣性需求（例如降低時延、減少能耗），服務于“網絡切片”。

接入網變成AAU、DU、CU之后，承載網也隨之發(fā)生了巨變。

這個我要澄清一個誤區(qū)：一直以來，很多人認為承載網只是連接接入網和核心網的，就像本文開頭畫的那樣：

其實是不嚴謹的，那樣畫只是為了方便。準確來說，承載網也包括接入網內部連接的部分，還有核心網內部連接的部分。所以，更準確的邏輯關系畫法，應該是這樣：

這才能真正體現(xiàn)“承載”的奧義

5G接入網網元之間，也就是AAU、DU、CU之間，也是5G承載網負責連接的。不同的連接位置，有自己獨特的名字，分別叫作：前傳、中傳、回傳。

AAU和DU之間，是前傳

DU和CU之間，是中傳

CU和核心網之間，是回傳

這三個“傳”，都屬于承載網

現(xiàn)實生活中的5G網絡，DU和CU的位置并不是嚴格固定的。運營商可以根據環(huán)境需要，靈活調整。

以前小編曾經專門介紹過D-RAN和C-RAN。D-RAN就是分布式無線接入網（Distributed RAN），C-RAN是集中化無線接入網（Centralized RAN）。

4G時期，所謂分布和集中，指的就是BBU的分布或集中。5G時期，指的是DU的分布或集中。這種集中還分為“小集中”和“大集中”。

5G接入網，會存在多種部署模式

再次提醒，采用C-RAN進行集中化的目的，就是為了實現(xiàn)統(tǒng)一管理調度資源，提升能效，也可以進一步實現(xiàn)虛擬化（接入網那篇文章有詳細介紹）。

正因為部署模式的多樣性，使得前傳、中傳、回傳的位置也隨之不同。

不同的接入網部署方式=不同的承載網位置

電信運營商在不同的地方有不同等級的機房。例如大城市的電信大樓機房，往往是核心機房。普通辦公樓里面的基站機房，就是站點（接入）機房。小城市或區(qū)級電信樓里，也有機房，可能是匯聚機房。

是不是看起來有點暈？

我再畫一張完整的承載網結構圖，幫助大家理解。

從整體上來看，除了前傳之外，承載網就是主要由城域網和骨干網共同組成的。而城域網，又分為接入層、匯聚層和核心層。

所有接入網過來的數據，最終通過逐層匯聚，到達頂層骨干網。

前傳部分

我們還是先從前傳開始。

前傳就是AAU到DU之間這部分的承載。它包括了很多種連接方式，例如：

• 光纖直連
• 無源WDM/WDM-PON
• 有源設備（OTN/SPN/TSN）
• 微波

我們簡單介紹一下。

第一種，光纖直連方式。

每個AAU與DU全部采用光纖點到點直連組網，如下圖：

這就屬于典型的“土豪”方式了，簡單直接。但是，這種方式光纖資源占用很多，更適用于光纖資源比較豐富的區(qū)域。

而且，這種方式更適合5G建設早期。隨著5G建設的深入，基站、載頻數量也會急劇增加，這種方式肯定是玩不起的。

第二種，無源WDM方式。

將彩光模塊安裝到AAU和DU上，通過無源設備完成WDM功能，利用一對或者一根光纖提供多個AAU到DU的連接。

如下圖：

什么是WDM？

WDM就是波分復用（Wavelength Division Multiplexing），是將兩種或多種不同波長的光載波信號（攜帶各種信息）在發(fā)送端經復用器(Multiplexer)匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中，以此進行數據傳輸的技術。

什么是彩光模塊？

光復用傳輸鏈路中的光電轉換器，也稱為WDM波分光模塊。不同中心波長的光信號在同一根光纖中傳輸是不會互相干擾的，所以彩光模塊實現(xiàn)將不同波長的光信號合成一路傳輸，大大減少了鏈路成本。

和彩光（Colored）相對應的，是灰光（Grey）�；夜庖步邪坠饣蚝诎坠狻Ｋ�的波長是在某個范圍內波動的，沒有特定的標準波長（中心波長）。一般客戶側光模塊會采用灰光模塊。

采用無源WDM方式，雖然節(jié)約了光纖資源，但是也存在著運維困難，不易管理，故障定位較難等問題。

第三種，有源WDM/OTN方式。

在AAU站點和DU機房中配置相應的WDM/OTN設備，多個前傳信號通過WDM技術共享光纖資源。

如下圖：

這種方案相比無源WDM方案，組網更加靈活（支持點對點和組環(huán)網），同時光纖資源消耗并沒有增加。從長遠來看，是非常不錯的一種方式。

第四種，微波方式。

這種方式很簡單，就是通過微波進行數據傳輸，非常適合位置偏遠、視距空曠、光纖無法到位的情況。

四種方式的優(yōu)缺點對比如下表所示：

根據目前的情況，在5G部署初期，前傳承載這部分仍然以光纖直驅為主，無源WDM方案進行補充。

這里要補充給大家介紹兩個和前傳有關的概念，那就是CPRI和eCPRI。

CPRI就是Common Public Radio Interface，通用公共無線電接口。4G時代，BBU和RRU之間就是這個接口。它是一個通用的接口，有多個不同的版本，不同的版本對應不同的網絡制式。

BBU和RRU之間的CPRI光纖

到了5G時代，AAU和DU之間的帶寬可能會達到數百Gbps，CPRI已經無法滿足要求，所以就升級到了eCPRI接口規(guī)范（enhanced CPRI，增強型CPRI），顯著提升了接口帶寬。

說到帶寬，前面我們說5G需要很大的帶寬，到底有多大呢？

目前的4G LTE網絡，主流子載波帶寬是20MHz，單基站的峰值吞吐量大約是240Mbit/s。（是的沒錯，一個基站的帶寬其實并沒有大家想的那么大。）

而5G網絡，尤其是毫米波頻段，空口頻寬達到100-400MHz，甚至更高。在Massive MIMO（增強多天線）等空口技術的進一步加持下，單基站的帶寬將是4G的幾十倍。

5G基站帶寬估算參考

根據測算結果，在5G建設前期，運營商單基站帶寬參考值將會采用10GE或25GE的標準。（4G時大部分站點的標準只是1GE。即便如此，前傳帶寬浪費還比較嚴重。）

5G前傳的帶寬標準

接入環(huán)節(jié)點的帶寬將由部署方式和類型決定，5G熱點地區(qū)的帶寬顯然會比一般地區(qū)的帶寬更大（節(jié)點更多，高頻站更多）。

中傳和回傳部分

接下來我們看看中回傳。

因為帶寬和成本等原因，中回傳肯定不能用光纖直連或無源WDM之類的了，微波也不現(xiàn)實。

5G中回傳承載方案，主要集中在對PTN、OTN、IPRAN等現(xiàn)有技術框架的改造上。

從宏觀上來說，5G承載網的本質，就是在4G承載網現(xiàn)有技術框架的基礎上，通過“加裝升級”的方式，引入很多黑科技，實現(xiàn)能力的全面強化。

以國內三大運營商的5G中回傳承載網方案為例，基本上都是在現(xiàn)有方案上進行加強和改良，從而實現(xiàn)對5G的支持。

首先看實力最強的中國移動。

移動認為，SPN是最適合自己的方案，能夠滿足自己的所有需求。

SPN，就是Slicing Packet Network，切片分組網。它是中國移動自主創(chuàng)新的一種技術體系。

中國移動的4G承載網是基于PTN（Packet Transport Network，分組傳送網）的。而SPN基于以太網傳輸架構，繼承了PTN傳輸方案的功能特性，并在此基礎上進行了增強和創(chuàng)新。

感覺在移動的眼里，SPN就是以太網上“升級”一個光接口，可以充分利用現(xiàn)在非常成熟的以太網生態(tài)鏈，實現(xiàn)比較高的性價比。

因此，移動非常看好SPN，并竭盡全力推動SPN的標準立項，還大力扶持SPN上下游產業(yè)鏈的發(fā)展。在它的努力下，SPN技術確實發(fā)展很快，產業(yè)鏈也日趨完整。

中國電信在5G承載領域主推M-OTN方案。M-OTN基于OTN，是面向移動承載優(yōu)化的OTN技術（Mobile-optimized OTN）。

之所以電信會選擇M-OTN，和電信擁有非常完善和強大的OTN光傳送網絡有很大的關系。眾所周知，電信的老本行是固網寬帶，在光傳輸網基礎設施方面還是很有家底的，帶寬資源也非常充足。

OTN作為以光為基礎的傳送網技術，具有的大帶寬、低時延等特性，可以無縫銜接5G承載需求。而且，OTN經多年發(fā)展，技術穩(wěn)定可靠，并有成熟的體系化標準支撐。對電信來說，可以在已經規(guī)模部署的OTN現(xiàn)網上實現(xiàn)平滑升級，既省錢又高效。

中國聯(lián)通比較缺錢，利舊自家IPRAN是肯定的。

IPRAN是業(yè)界主流的移動回傳業(yè)務承載技術，在國內運營商的網絡上被大規(guī)模應用，在3G和4G時代發(fā)揮了卓越的作用，運營商也積累了豐富的經驗。

但是現(xiàn)有IPRAN技術是不可能滿足5G要求的，所以聯(lián)通就搞起了IPRAN2.0，也就是增強IPRAN。

IPRAN2.0在端口接入能力、交換容量方面有了明顯的提升。此外，在隧道技術、切片承載技術、智能維護技術方面也有很大的改進和創(chuàng)新。

中國聯(lián)通一直都在做IPRAN 2.0規(guī)范的功能驗證和性能測試，總體情況看上去也還好。

以上，就是國內三大運營商5G中回傳承載網方案情況。

名言有云，“經濟基礎決定上層建筑”。其實這和現(xiàn)在的情況倒是有幾分相似。

承載網作為通信網絡的軀干，涉及到大量的資金投入，運營商肯定會充分考慮資源復用、建設成本以及產業(yè)成熟度等多方面因素，慎重選擇最適合自己的方案。

而面對這樣的情況，作為產業(yè)鏈上下游的企業(yè)來說，其實是很痛苦的。

大型設備商還好說，中小廠家很難同時從事多個跑道的研究。如果各大方案不能朝融合的方向發(fā)展，就被迫使得產業(yè)鏈企業(yè)選擇“站隊”。這肯定會制約產業(yè)鏈的擴大和共享，也會影響承載網絡建設整體成本的下降。

所以，很多專家都呼吁各大運營商的方案能盡量“融合”，最好是殊途同歸。這樣的話，不管是對產業(yè)鏈，還是對運營商，都是好事。對最終用戶來說，也是好事。

文章來源：鮮棗課堂

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