大承載面臨端到端5G業務新考驗

具有巨大的技術提升和廣闊的商業前景的5G系統，是當下最受關注和期待的熱點技術。全球各技術標準組織和通信設備製造商在標準、產品和解決方案等領域紛紛投入巨大的資源，領先運營商也已發布5G業務發展計劃，5G系統部署指日可待。終端用戶對5G系統帶來的業務體驗充滿期待，IT/OTT行業則對垂直行業的發展充滿了憧憬。5G系統帶來的各種新業務、新應用，除了對高帶寬、低時延、大會話、強可靠性等提出需求外，面向各種業務提供「端到端」的綜合服務能力將是決定5G運營成敗的關鍵。

當前標準組織3GPP和ITU-T主要對5G下一代無線接入和核心網技術和架構進行研究；IETF、ETSI則偏重於Internet網路新技術和SDN/NFV架構的發展演進。實現端到端的5G業務部署需要有機整合無線通信系統、Internet網路技術和SDN/NFV架構各個部分，為用戶提供資源按需、等級可選、效果可控的應用和網路服務。為了實現這一目標，5G大承載需要面對三大考驗。

考驗1：垂直和水平雙維端到端整合

層次化和模塊化架構是促進現代信息通信系統發展的重要基礎。通信系統縱向的層次化結構，利用各層間介面實現解耦，由信息應用、網路傳輸層及基礎物理資源等構成複雜的大系統；橫向模塊化的專業域劃分，則實現了通信系統從用戶到接入、匯聚、核心及應用內容的拼接。

5G服務要將用戶的終端通過多層多域多專業的綜合通信系統與內容相連，實現泛在（Ubiquitous）網路服務。承載網在這個架構中承啟上下，聯通左右。在系統的垂直方向各專業層次間，承載網不僅拉通3GPP NG-X介面，保障層間的流量可達性，還需要進行IP層與光層之間的資源協同，以及DC網路/NFVI與IP網路之間的協同調度，實現對全網資源的高效利用，避免網路的過度建設。在水平方向，各網路域之間從「背靠背」模式轉向協同模式，承載網需要提供業務觸發響應和接納控制、域間NNI業務映射和調度能力，及服務質量測量和故障定位與排除手段。 5G時代網路系統總體框架如圖1所示。

承載網作為整個系統的樞紐，必須以業務為核心，將網路能力和資源狀況向上層和同層開放，在SDN框架下通過編排器和控制器的協同，完成垂直和水平雙維端到端整合。這個過程中，需要制定資源和能力基礎模型，還需要對全網各專業的管理、控制和轉發麵加以整合。

考驗2：固移融合，尋找業務和流量的新匯合點

5G將使固移網路真正融合。5G業務可以通過3GPP（5G RAN）和Non-3GPP（固網WiFi方式甚至衛星通信系統）組合接入方式實現，業務可以在固定和5G RAN兩種接入網路中移動，並同時提供業務的連續性。5G的固移融合體現在三個層次：

● 接入層融合

從移動業務角度，可以借用固網接入帶寬和網路資源提升終端用戶體驗；從固定業務角度，可以使用無線方式解決最後一公里的覆蓋問題，或者利用5G無線帶寬為基於銅線接入的寬頻服務擴展帶寬。這個場景中，在管控層面要完成固移兩套系統的協同或融合。寬頻論壇BBF將這種混合接入（Hybrid Access）場景細分為幾種實現方式，除獨立模式（standalone，完全由移動網路提供寬頻服務）和共存模式（co-existence，由移動網路和固定網路分別提供兩條獨立的寬頻通道）外，還增加了集成模式（integration，直接通過接入網關功能AGF完成用戶接入控制）和互通模式（inter-working，5G核心網與固網間通過固移融互通功能FMIF實現業務協同）。BBF定義的固移混合接入架構如圖2所示。

接入層融合涉及到家庭終端設備的升級，以及IP網路邊緣設備的新功能導入，特別是控制面引入新介面。

● 匯聚層/邊緣層融合

隨著無線核心網控制面和用戶面分離（CUPS）、用戶面UP下沉，及多業務邊緣計算（MEC）的引入，無線和固定業務將在承載網路的邊緣層進入Internet，根據不同種類的業務需求或就近進入邊緣數據中心（edge DC），或經骨幹網進入核心數據中心及Global Internet。在用戶面，無線和固網的兩張接入網在IP網路邊緣層，即網路業務控制層實現匯合，由路由方式定址訪問網路內容。這樣就避免無線核心網高掛導致的流量繞轉，順應了網路內容部署去中心化趨勢，並且可以基於IP網路業務邊緣控制層的業務識別和差異化保障能力，提供精細的、層次化的網路管道增值服務。

● 核心層/骨幹層融合

在這個層次的融合體現為Internet網路與無線網路間業務的無縫對接。3GPP語義下的數據網路（Data Network）在現實中是由全球無以計數的IP網元和IP網路組成的。端到端的業務保障，從用戶終端UE到5G Core只完成了路徑的一半，另外的一半是從5G Core的NG6介面到內容所在的某個數據中心或處於對端用戶的終端之間。在一個或多個骨幹網中按需進行網路切片、切片調優和動態遷移等，不僅涉及到無線系統與IP網路間的協同控制，還涉及到同一運營商多域網路間的協同，甚至多個運營商網路間的協同。

考驗3：異構網路中的服務體驗一致性保障

5G端到端業務路徑跨越眾多專業網路，是典型的異構網路系統。根據業務需要的網路切片，切片建立策略可以採用預切片或動態切片方式；切片實現方式可以採用基於鏈路層的Flex Ethernet或基於光層的Optical VPN等硬管道方式，亦或基於BGP EVPN + Segment Routing等軟管道方式。這個過程涉及到5G Core的控制面與承載網控制器、業務編排器之間的交互和協同。在IP網路層面，要實現底層網路（underlay）和疊加網路（overlay）對於跨地市、跨省的切片連接，完成多廠家多域控制器間的協同。

業務端到端的全路徑涉及在全網和在各區域間的業務觸發、連接接納控制（CAC）、SLA策略映射和測量、OAM保障、網路能力可視化和資源管理與開放等。一方面，5G系統使用5QI（5G QoS Indicator）定義和傳遞業務的SLA屬性，其中包含優先順序和時延、錯包率等組合指標要求，在網路層由IPv4 TOS/DSCP或MPLS EXP定義的QoS業務類型數量比5QI要少，IPv6略好一些，可使用Traffic Class和Flow Table組合完成映射關係。另一方面，IP網路設備轉發麵進行QoS/HQoS調度時，物理上通常只有4個或8個業務等級有效。在整個異構網路中，對複雜業務的水平映射和層次化調度還需繼續完善。此外，網路質量監控和測量技術方面，In-band OAM和Telemetry等新技術要經過實際部署的歷練才能逐步成熟。

按梅特卡夫法則（Metcalfe』s Law），隨著網元規模的擴大和業務種類的增加，在網路價值成平方倍增長的同時，網路的複雜度也同比增長，這對控制面和用戶面網元的功能性都帶來更高的要求。

端到端的5G業務綜合運營，需要全網全專業統一規劃，協同部署。大承載方案作為聯結各系統的樞紐，已經開始進行網元技術和網路架構的探索和驗證，並在5G試點和商用的進程中不斷完善。

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