5G承载网架构

“5G商用，承载先行”

5G承载网络为5G接入网和核心网提供基础的网络连接

【5G对承载网关键性能要求】

承载网从1G到4G经历了从低带宽到高带宽的变化，功能已经很强大了，但是为了支持1Gbps的用户体验速率，毫秒级的延迟，5G在4G的基础上对承载网有了更加严格的要求。

大带宽

带宽是5G承载网最基础和最重要的技术指标。连续广域覆盖场景是移动通信最基本的覆盖方式，需要随时随地为用户提供100Mbps以上的用户体验速率。

低时延，高精度时间同步

5G最重要的需求之一，就是低时延低，车联网，工业控制等垂直行业对时延和可靠性要求苛刻，需要实现个位数毫秒级的端到端时延和几乎100%（6个9级别99.9999%）的可靠性。这要求承载网技能提供超低的传送时延和超低的处理时延，又能提供极强的故障恢复能力。

网络切片

承载网是端到端业务路径的一部分，必须满足多场景下不同业务需求，要求承载网络支持5G切片网络的业务隔离和独立运维需求，为不同类型的业务分配不同类型的承载网切片，每个承载网切片就象一个独立的物理网络。

网络架构

5G承载网包括城域网和省干网两个层面，其中城域网包括城域网接入层，城域网汇聚层和核心层，骨干网包括省内/省际干线。

城域接入层主要为前传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；
城域的汇聚/核心层和省干层不仅要为回传提供网络连接，还需要为部分核心网元之间的N4、N6以及N9接口提供网络连接。

5G RAN网络

主要由3个网元组成，分别是：
CU（Centralized Unit，集中单元）：非实时处理，集中部署，通用硬件。
DU（Distribute Unit，分布单元）：HARQ流程，高实时数字信号处理，面向空口，保证频谱效率。
AAU（Active Antenna Unit，有源天线单元）：eCPRI封装，带宽收敛，与天线数无关，与负载相关。
由于RAN的分离，承载网分成三个部分：
前传（Fronthaul）：AAU和DU之间
中传（Midhaul）：DU和CU之间
回传（Backhaul）：CU之上

5G前传网络

主要实现AAU到DU之间的信号拉远传输，目前有4种方案：光纤直连、无源WDM、有源WDM和半有源WDM。

光纤直连：使用25G灰光模块，包括双纤双向和单纤单向，无需额外的传输设备，但是光纤资源占用很多，适用于小规模场景；
无源WDM:使用25G彩光模块，AAU直接采用彩光模块，通过分支光缆连接到无源合分波器，DU侧使用无源合分波器进行波长复用/解复用，实现AAU到局端彩光连接；
有源WDM：AAU/BBU至WDM设备间25G灰光模块，在WDM设备间需要25/100G彩光模块，减少了末端光纤数量，支持全拓扑结构如环带链/环形/链型/星型；
半有源WDM:AAU侧为无源WDM，不受供电限制， BBU侧WDM为有源设备，可以实现监控、故障检测和保护等能力。
根据应用场景及光纤资源情况，前传主要有D-RAN(Distributed-RAN)、C-RAN(Centralized-RAN)小集中和C-RAN大集中三种情况。

D-RAN部署场景，采用光纤直驱方案，通常建议采用BiDi单纤双向传输，可节约一半光纤资源。在C-RAN小集中场景下，需要6个25G接口，采用6波CWDM传输方案。

5G中传和回传网络

5G中回传覆盖城域接入层、汇聚层与核心层，主要有两种方案。

分组增强型OTN+IPRAN
利用带有路由转发功能的分组增强型OTN设备组建中传网络，回传部分继续使用现有IPRAN（IF Radio Access Network，IP化无线接入网）架构，OTN与IPRAN之间使用BGP协议进行路由转发。
为了满足5G承载对大容量和网络切片的承载需求，IPRAN需要引入25GE、 50GE、100GE等高速接口技术，并考虑采用FlexE (Flexible Ethernet，灵活以太网)等新型接口技术实现物理隔离，提供更好的承载质量保障。

端到端分组增强型OTN
中传与回传网络全部使用分组增强型OTN设备进行组网。

与分组增强型OTN+IPRAN方案相比，该方案可以避免分组增强型OTN与 IPRAN的互联互通和跨专业协调的问题，从而更好地发挥分组增强型OTN强大的组网能力和端到端的维护管理能力。