通信行业：5G承载网络架构和技术方案白皮书-20181017-中国信通院-39页-11mb

报告摘要

5G承载网络架构和技术方案总结

核心内容概述

5G承载网络是支持5G无线接入网和核心网的基础网络，需满足更大带宽、超低时延、高精度同步等性能需求，同时具备多层级承载网络、灵活连接调度、层次化网络切片、智能化协同管控、4G/5G混合承载和低成本高速组网等组网功能。本文系统分析了5G承载网络的总体架构、转发面技术方案、协同管控架构、同步网技术方案以及我国5G承载产业发展趋势，为后续5G承载技术方案部署、标准推动和产业健康发展提供参考。

主要观点

1. 5G承载网络总体架构

转发平面：实现端到端分层组网，支持差异化网络切片服务，具备多业务统一承载能力。
管理控制平面：提供统一管理、协同控制和智能运维能力，支持SDN架构，实现业务和网络资源的灵活配置。
同步网：满足5G基本业务和协同业务的时间同步需求，通过高精度同步技术如IEEE1588v2、IEEE1588v2.1、PTP等实现高精度同步，支撑5G业务的低时延和高可靠性。

2. 5G承载转发面架构与技术方案

网络分层：分为城域接入层、汇聚层、核心层/干线，分别承担前传、中回传和回传+DCI功能。
技术方案：
- 光纤直连：适用于光纤资源丰富的区域，具有低成本和低时延优势。
- 无源WDM：适用于光纤资源紧张的场景，减少光纤消耗。
- 有源WDM/OTN：具备网络保护、性能监控和远端管理能力。
- 切片分组网络（SPN）：融合FlexE和切片以太网技术，实现L0~L3层的综合传送能力。
- 面向移动承载优化的OTN（M-OTN）：融合分组技术，实现灵活带宽配置和低时延。
- IP RAN+光层：结合IP RAN和光层技术，支持多种业务承载。

3. 5G承载协同管控架构和关键技术

协同管控架构：基于SDN架构实现端到端业务编排与网络管控协同，提升自动化部署和智能运维能力。
关键技术：
- 多层网络管控技术：支持不同网络层次的协同，实现路由优化和资源切片管理。
- 网络切片管控：实现网络资源的动态配置和隔离，支持eMBB、uRLLC、mMTC等业务。
- 智能运维：引入AI和大数据分析，实现故障自愈、性能监测和智能排障。

4. 5G同步网架构和关键技术

同步需求：5G同步需求分为基本业务（±1.5μs）和协同业务（300ns量级）。
关键技术：
- 高精度同步源头：采用卫星双频接收或共视技术，提升授时精度。
- 高精度同步传输：基于IEEE1588v2和IEEE1588v2.1技术，实现高精度时间同步。
- 同步局内分配：采用高精度PTP以太网接口，避免使用1PPS+ToD接口。
- 同步监测技术：分为绝对监测和相对监测，其中相对监测基于PTP报文或共视卫星。

关键信息

1. 5G承载网络性能需求

三大性能需求：更大带宽、超低时延、高精度同步。
六大组网功能需求：多层级承载网络、灵活化连接调度、层次化网络切片、智能化协同管控、4G/5G混合承载、低成本高速组网。

2. 5G承载转发面技术方案对比

技术方案	优势	劣势	适用场景
光纤直连	低时延、低成本	光纤消耗大	光纤资源丰富区域
无源WDM	光纤消耗少	无网络保护	光纤资源紧张区域
有源WDM/OTN	支持网络保护、性能监控	成本高	高可靠性业务
SPN	支持分组转发、FlexE、切片以太网	需要较复杂设备	多业务综合承载
M-OTN	灵活带宽、低时延	部分技术待研究	5G和云专线业务
IP RAN+光层	灵活部署、兼容性好	技术融合度低	多场景灵活部署

3. 5G承载网络设备发展建议

多技术融合：建议推动网络设备兼容不同技术方案，统一开发架构，提升设备普适性。
芯片和光模块：加快25GBaud及以上速率核心光电芯片的研发，推动低成本光模块和高精度同步设备的产业化。

4. 我国5G承载产业发展趋势

光纤基础设施：城域光缆网需向多业务承载演进，高抗弯光纤、小型化光缆需求迫切。
光模块和芯片：推动新型高速光模块（如25/50/100/200/400Gb/s）和核心光电芯片的标准化与产业化。
协同创新：业界需协同推动承载架构、组网方案、共性支撑技术、标准规范和产业化方案，支撑5G规模化部署。

总结和展望

5G承载网络的发展需兼顾性能需求与组网灵活性，SPN、M-OTN和IP RAN+光层等技术方案在L0和L2/L3层趋同，但在L1层存在技术差异。同步网需支持高精度时间同步，满足5G业务对时延和可靠性的要求。我国5G承载产业需加快基础设施建设、光模块和芯片研发，推动多技术融合与标准化，实现低成本、高速度、高可靠性的承载网络。未来，随着5G商用进程加快，承载网络技术将更加成熟，为5G大规模部署提供坚实支撑。