隨著4G網絡的規模部署，移動互聯網快速地改變了人們的生活 。與此同時，5G愿景與需求、5G標準和關鍵技術的研究也隨之迅速提上日程。

目前國際上多個標準化組織和機構，如ITU、3GPP、5GPPP、NGMN等都在進行5G網絡及其架構的研究工作，我國IMT-2020網絡技術工作組也已牽頭國內運營商、研究機構、設備商廣泛開展5G領域的需求、應用場景和架構方面的研究和討論。IMT-2020推進組在2014年6月發布的《5G愿景與需求白皮書》提出了5G的關鍵需求和能力指標，包括：0.1～1Gbit/s 的用戶體驗速率、每平方千米一百萬的連接數密度 、毫秒級的端到端時延、每平方公里數十Tbit/s的流量密度、500km/h以上的移動性和數十Gbit/s的峰值速率。這些指標的實現要求網絡架構具備以下特性 ：更扁平的架構、更快捷的內容分發、更靈活的網絡編排、更簡潔的移動性管理、更高效的資源管理、更安全的網絡體系。

5G技術面向移動互聯網和物聯網，主要涉及4個技術場景：連續廣域覆蓋場景、熱點高容量場景、低功耗大連接場景和低時延高可靠場景。為滿足上述5G網絡愿景及需求，烽火通信與業內標準組織、運營商等經過研究與分析，總結出未來5G承載網絡將聚焦如下重點：

網絡架構重構：傳統2G/3G/4G回傳網絡分為接入層、匯聚層、骨干匯聚層、核心層，而且4G時代引入了C-RAN前傳網絡。5G時代，由于無線頻譜資源提升及Massive MIMO多天線技術的發展，傳統RAN架構下的CPRI接口難以承載巨大的帶寬，需要進行架構重構。重構之后，5G新定義了CU和DU兩個功能實體，原核心網和BBU的功能在CU和DU有了新的劃分，出現了一級前傳（RRU-DU）和二級前傳（DU-CU）兩級架構。CU與DU功能的切分以處理內容的實時性進行區分，CU設備主要包括非實時的無線高層協議棧功能，同時也支持部分核心網功能（UP）下沉和邊緣應用業務的部署；DU設備則主要處理物理層功能和實時性需求的L2功能。而網絡向著含“邊緣DC”、“匯聚DC”和“核心DC”在內的以DC為核心組網的概念發展。網絡架構重構的目的不僅在于以業務為核心進行組網，而且在于通過網絡重構引入新的組網思路和技術，以解決5G承載面臨的帶寬容量、節點轉發能力、端到端時延等方面的難題。

大容量低時延轉發：根據標準定義，5G基站帶寬均值將超過1Gbps，峰值更是超過10Gbps，無論是對于前傳網絡還是回傳網絡均提出了很高的帶寬要求。為滿足5G業務大帶寬承載需求，無論是eCPRI還是NGFI均計劃降低傳統CPRI接口方式下的帶寬需求。從業務層面而言，當前IEEE, Ethernet Alliance等標準組織正在進行25GE、50GE、200GE和400GE等新型以太網業務接口定義，5G前傳、回傳設備通過采用上述新型接口可滿足業務承載需求。在傳輸層面，當前100G已在干線、城域層面廣泛部署，較好地滿足了4G、IDC等業務承載需求，未來通過現網平滑升級400G可滿足5G業務承載的容量需求。同時，業內聚焦通過采用高速業務接口、大容量節點設備并結合優化的處理器架構等技術，以實現低時延轉發的目標。

高精度時間同步：5G時代由于載波聚合、多點協同、5G超短幀結構、高精度定位等新技術的應用，要求基站間滿足百納秒級的超高精度。與此同時，傳輸網絡需具備更高精度的時間傳送能力。對于高精度時間同步性能，如下預估參數可作為參考：

·5G系統端到端定時誤差預算要求是在+/-130ns以內；

·整個傳送網的時間精度要求是+/-100ns（包括由于鏈路非對稱引入的誤差+/-10ns，傳送設備總定時誤差+/-90ns）；

·RRU至 DU 一級前傳+/-10ns。

·為滿足以上5G承載高精度時間同步的要求，當前承載領域正在開展如下方面的工作：

·研究時間同步協議的升級（從現有 1588v2 升級到未來的 1588v3）；

·研究利用光纖或波長直連傳遞時間的方法以及組網的可行性；

·研究在復雜組網條件（多種傳輸技術混合組網、長距離、多跳等）下的時間精度，影響穩定性的因素及相應的解決辦法；

·采用 SDN技術進行全網性能監測和反向調控的可行性研究等多種技術手段。

端到端的業務靈活調度：面向 5G 提供“端到端”服務的關鍵，在于解決下一代無線接入網絡中多種異構資源的聯合調度與高效適配，即解決業務接入過程中的無線網絡、前傳網絡、回傳網絡、數據處理網絡（DU，CU，DC）之間的高效互通，打通無線接入側、匯聚側與核心側的數據傳輸通道。SDN實現了控制層面和轉發（數據）層面的解耦，使網絡更開放，可以靈活支撐上層業務和應用。通過SDN可以使不同的移動用戶定制滿足特定屬性的帶寬、時延以及安全性需求。同時借助SDN 的可編程性，將移動接入網絡抽象成能獨立的“網絡切片”，每個“網絡切片”具有包括射頻接入、前傳拉遠、回傳匯聚、核心側處理等功能，服務于多租戶的應用場景。為了滿足5G端到端的服務提供，當前業內聚焦在5G 網絡的端到端SDN 控制平面架構、南向接口技術、北向接口技術、控制平面與綜合資管系統的融合演進方案等幾個方面開展研究。

統一管控的網絡分片：5G的業務在帶寬、時延、可靠性需求、能耗以及服務客戶、運營計費等方面要求存在巨大差異。例如：4K/8K移動視頻業務要求超高速率，可觸摸交互式應用要求超低時延(<1ms)，M2M/IoT 應用要求高密度連接，自動駕駛和遠程控制要求高可靠、 超低時延，移動寬帶業務要求超高速移動性。每種業務類型對于網絡各項能力要求非常不平均，為 5G 承載網絡架構的靈活性和業務適應性提出了新的需求。網絡切片技術是滿足該需求的關鍵所在。一個網絡切片將構成一個端到端的邏輯網絡，按切片需求方的需求靈活地提供一種或多種網絡服務。當前承載領域，初步計劃采用“集中管控分片”，“轉發控制分片”，“轉發資源分片”三級網絡分片的方式來實現整個承載網絡的切片。網絡分片的需求從集中管控層面注入，轉發控制層面接收到分片需求后，根據網絡分布進行多網絡分片協同并進行網絡分片創建，最后組織形成所需要的網絡分片。除了時分（如OTN）和波分（如DWDM）等天然硬管道可以方便的支撐網絡分片功能外，當前OIF定義的Flex-E技術可以用于對一個以太網鏈路和端口的硬隔離切分，應用該技術后網絡分片可以做到在硬件資源上共享同一個端口同一根光纖鏈路，而轉發面互相硬件隔離互不影響。Flex-E較好地滿足了“轉發資源分片”實現需要，受到業內普遍關注，國際標準一直在持續完善和補充中。

當前2G/3G/4G移動通信已經深刻地改變了人們的生活，對于5G描繪的移動寬帶（如高清視頻、虛擬現實/增強現實）、高可靠和低時延（如自動駕駛、遠程控制）、高連接密度（如智慧城市、工業制造），大家更是充滿了憧憬和向往。為實現上述愿望，5G網絡需求和網絡架構相對4G也將發生很大變化，帶寬、時延、時間同步等多方面功能和指標，都將給傳送網帶來巨大的挑戰。烽火通信秉承2G/3G/4G 時代的深厚積累，聚焦光與IP，加速SDN/NFV一體化解決方案提供，積極向ICT領域轉型，迎接5G承載挑戰。無論在超高速傳輸（400G/1T）、超大容量、硅光子集成、高精度時鐘同步，還是新型以太網接口、SDN/NFV等方面，烽火通信已提前做好了布局和持續投入，并與同行一起為5G時代中國在世界范圍內實現“5G引領”的戰略目標貢獻力量。