OTN技术在5G传送网中的应用研究.pdf

2023 年 6 月蔡O T N 技术在5 G 传送网中的应用研究小华（中通服中睿科技有限公司，广东 广州 510630）【摘要】随着互联网技术的发展袁通信技术和水平得到提升袁现阶段 5G 通信已成为主流通信方式袁我国对此非常重视并开展了相关研究袁 以此提高通信传输的质量和效率遥 简要阐述光传送网 渊optical transportnetwork,OTN冤技术概念袁并对其在 5G 传送网中的应用重点予以分析袁以供参考遥【关键词】OTN 技术曰5G 传送网曰信息传输【中图分类号】TN929.5【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2023）06-0037-030 引言近些年网络技术与通信技术不断革新，在各领域中被广泛应用，有助于推动社会发展。5G 网络是当今社会主流网络模式之一，5G 传送网有诸多优势，如移动通信应用场景丰富、传输效率高等，为互联网技术发展、人工智能研发奠定了基础。1 OTN 技术概念及特点光传送网（optical transport network,OTN）技术是一种光纤传输技术，该技术依托波分复用手段，不仅可以实现高速、大容量的数据传输，还可以根据业务需求灵活配置不同的波长和带宽，而且仅需一根光纤即可传输不同波长的光信号，并在传输过程中采用多层保护机制，从而保证传输的可靠性。OTN 技术作为信息时代背景下的核心技术，主要借助国际电信联盟远程通信标准化组的建议规范，打造新一代数字信息传送体系和光传送体系，能够有效解决传 统 波 分 复 用（wavelength division multiplexing,WDM）网络无波长、子波业务调度能力差、保护能力弱等问题。相较于其他技术来说，OTN 技术的优势表现为向后兼容，其能在现有的同步光纤网（synchronousoptical network,SONET）/同步数字系列（synchronousdigital hierarchy,SDH）管理功能下，提供透明的通信协议，为 WDM 提供终端间的组网能力，同时为可重构光分插复用器提供光层互联规范，且具有优化子波长汇聚与疏导的作用1。2 5G 传送网现状及需求2.1 5G 传送网现状随着网络技术的不断革新，由最初的 2G 网络发展到现在的 5G 网络，5G 网络在一定程度上优化了入网体系结构，把基于带宽的单元（bandwidth basedunit,BBU）分成中央单元和分布式单元两部分，5G接入网络重构为有源天线单元（active antenna unit,AAU）、分布式单元（distribution unit,DU）、中央单元（centralized unit,CU）等多层结构，将 5G 传输网络部署为前向、中间以及反向传输，即前传、中传以及回传，5G 前传网络位于 AAU 与 DU 之间，中传网络位于 DU 和 CU 之间，回传网络位于 CU 和核心网之间。5G 传送网是提供信号传输和转换功能的网络，其连接着 5G 无线接入网和核心网，为 5G 网络提供连接服务，具有超大带宽、超低时延、灵活智能等优势。从传输网络结构来看，5G 传送网组成包括城域网和骨干网，其中城域网包括接入层、汇聚层、核心层。5G 传送网组网如图 1 所示。目前，我国三大运营商 5G 传送网采用的方案各不相同，但均是基于 4G 网络的传输解决方案，普遍使用非独立组网（non谣standalone architecture,NSA）模式，该模式主要使用第三代合作伙伴计划（3rd图 1 5G 传送网组网核心机房汇聚机房接入机房省级干线网络功能虚拟化核心网核心层汇聚层接入层中央单元DUCU基于带宽的单元基于带宽的单元通信设计与应用372023 年 6 月generation partnership project,3GPP）长期演进接入网作为移动性覆盖锚点，信令面由主站处理，用户面可选择由主站或从站进入演进的分组核心网，并连接到 5G 传送网，从而保证了网络传输的延续性和经济性。中国移动采用的是切片分组网络（slicingpacket network,SPN），是在承载 3G/4G 回传的分组传送网基础上融合创新提出的新一代切片分组网络技术方案，其能够满足 5G 和政企专线的业务需求。中国电信采用的是面向移动承载优化的城域型光传送网（metro谣optimized OTN,M谣OTN）技术方案，其能够满足 5G 传送网承载和云专线等业务需求。中国联通采用的是基于 IP 化的无线接入网（IP radio accessnetwork,IPRAN），针对 5G 传送网组网构架提出增强型的 IPRAN 技术方案。2.2 5G 传送网需求现阶段 5G 传送网的应用场景主要有超高可靠低延时通信、增强移动宽带以及海量机器类通信 3 类，如图 2 所示。3 类应用场景对 5G 传送网提出了更高的要求，具体如下。（1）宽带承载能力应在现阶段的 10 倍以上。（2）由于 3 类应用场景对各项服务以及延时的差异性较大，因此应根据实际情况和具体需求对相应资源进行合理分配。（3）超高可靠低延时通信对时延和时间同步精度的要求更高。（4）虚拟化部署过程中相应的功能需要配备特定的设备，以此满足资源共享需求。现阶段 5G 传送网的建设更加成熟，根据实际调查显示，目前基站建设超过 60 万个，5G 覆盖面积得到进一步扩大。随着 5G 传送网基站规模不断扩大，为了进一步控制成本需要不断提高网络传输质量，拓宽无线接入网，推动 5G 传送网建设高效发展。3 OTN 技术在 5G 传送网中的应用策略3.1 OTN 技术在 5G 传送网前传中的应用5G 前传主要依托光纤直驱方案，在射频拉远模块间实现点对点传输，但光纤资源消耗较多，网络建设成本较高。而无源波分方案根据不同类型基站的需求配置一点对多点的 618 波设备，能最大限度节约光纤资源，有效解决光纤直驱方案光纤消耗过大的问题，降低网络铺设成本。但是该方案的组网形式比较单一，带宽以及容量无法满足 5G 传送网持续发展的要求。近年来网络业务规模不断扩大，网络需求量也随之增加，提出 OTN 承载 5G 前传方案。该方案使用小型 OTN 设备，能够满足 200 Gbit/s 的宽带需求。具体方案如下。（1）配置 4伊25 Gbit/s 光模块。该模块性能和效果较为优越，但是投入成本较高。（2）配置 2伊50 Gbit/s 的双长波光模块，该模块应用效果良好，技术相对成熟，具有明显的性能优势，同时投入成本较低。（3）配置 100 Gbit/s 的单波长光模块，但是该模块尚在开发阶段，其性能及使用效果有待研究。3.2 OTN 技术在 5G 传送网中传中的应用CU 和 DU 间的中传主要依靠环网以及利用OTN 技术进行传输，其能够有效提升网络传输速度和降低延时，还可以对光通道进行保护和配置，提升传输的可靠性，满足业务需求。不同传输点的 DU 容量各不相同，借助 OTN 技术配置不同传输点的波长速率，增强与 DU 容量的匹配效果，进而满足各类业务需求，同时允许各个传输点的升级和扩容，以满足不同的配置需求和传输要求。OTN 集成可以在 CU站点进行业务汇聚，并对其进行灵活转发，DU 站点能够对信息进行汇集处理。OTN 技术在实际应用中，应建立完善的监控体系，增强 OTN 技术的应用效果，以促进 5G 传送网的高质量建设2。3.3 OTN 技术在 5G 传送网回传中的应用随着 5G 传送网的不断发展和普及，城域网流量的传输模式主要表现为数据中心（data center,DC）到接入点的定向流量传输。在建设环节需要关注回程网络、数据互联以及一体化业务的相关需求，合理利用 OTN 技术实现 DC 之间的高速传输与互联，并且建设带宽资源池，结合 DC 之间的流量需求合理配置带宽。将 5G 传送网回传功能作为研究重点，推动业图 2 5G 传送网的应用场景通信设计与应用382023 年 6 月务的聚合与转发，促进业务的高效率传输，提升 5G回传能力，还能有效降低传输时延，以此实现灵活转发和流量聚合3。同时对于 OTN 技术在回传应用中可能会出现的不足之处，工作人员应对解决网络传输程序错误投入时间和精力，提高 5G 网络传输效率和质量，最大限度满足网络发展需求。3.4 基于 OTN 技术的光层组网目前我国 5G 传送网的应用范围更多集中在局域网、城域网上。其中，城域网分为汇聚层、接入层以及核心层。汇聚层环网的带宽容量需求为 500 Gbit/s1 000 Gbit/s。在选用可重构光设备模型的过程中，可利用直接连接的方式完成分波器配置，并结合25 Gbit/s、100 Gbit/s 模块实现光层组网的优化配置，以此降低光层组网成本4。光层组网结构如图 3 所示。3.5 基于 OTN 技术的链路层转发基于 OTN 技术的链路层转发通过光纤分配单元实施光纤分配技术，打造多种带宽、多样化的光纤分配单元通道，进而完成网络传输。OTN 技术与光纤分配技术相结合，增加多个连接端口，以此满足 5G业务需求，链路层转发结构如图4 所示。3.6 构建专业的技术应用体系为了进一步发挥 OTN 技术的优势，需要建立专业的技术应用体系，确保应用效果，为后续 5G 传送网的发展提供有力保障。在实际操作过程中，相关工作人员应根据实际工作需求制定合理的应用策略，并及时解决工作过程中出现的问题，确保该技术的应用效果。在技术应用体系建设完成后，应针对技术应用过程中出现的错误和漏洞，开展原因调查和分析，并制定具有针对性的解决措施，提高OTN 技术应用水平，使其在 5G 传送网中充分发挥作用5。4 结语OTN 技术是建设 5G 传送网的核心技术，相比于传统技术，OTN 技术的应用可以有效提高网络传输效率和质量，降低时延和网络建设成本，使网络更加灵活稳定，推动 5G 传送网建设持续、高质量发展。参考文献1 兰轩.OTN 技术在电力信息通信传输中的应用J.信息记录材料，2022，23（11）：175-177.2 李娅.OTN 技术在 5G 传送网中的应用J.电视技术，2022，46（8）：120-123.3 李果，胡涛.OTN 技术在 5G 传送网中的应用J.数字技术与应用，2022，40（1）：16-18.4 冯绮堃.OTN 技术在 5G 传送网中的应用J.电子技术与软件工程，2021（6）：17-19.5 陈其寿，王涛.面向 5G 的 OTN 干线传送网建设方案分析J.现代工业经济和信息化，2021，11（11）：40-41，62.作者简介院蔡小华（1988），女，汉族，广东广州人，本科，工程师，主要从事通信传输设备设计工作。图 3 光层组网结构核心节点核心层骨干节点汇聚层汇聚节点接入层OTN/WDM80 波/160 波路由器10GE业务传送平台10G/40G分组传送网10GE分组传送网接入层GE无源光纤网络接入网数据接入网图 4 链路层转发结构通信设计与应用39