盘点5G承载产业发展关键与难点
5g将带来信息通信技术变革，已成为国家战略制高点
自20世纪80年代以来，移动通信约每十年出现新一代革命性技术。从1g到4g，移动通信的核心是人与人之间的通信。未来，5g将与云计算、大数据、人工智能、虚拟增强现实等技术实现深度融合，意味着人与人通信开始转向人与物的通信，直至机器与机器的通信。
当前，信息通信技术向各行各业融合渗透，经济社会各个领域向数字化转型升级的趋势愈发明显。促进5g技术向各领域的扩散渗透，孕育新兴信息产品和服务，重塑传统产业发展模式，逐渐成为经济社会发展的关键动力之一，同时5g技术的商用化将引发新一轮投资高潮。
中国高度重视5g技术发展，在国家近期战略规划指导等重要文件中，均提出要积极推进5g产业发展，5g已成为国家战略制高点。2013年2月，工信部、发改委和科技部共同成立imt-2020（5g）推进组，目标是聚合产学研用力量、推动5g技术研究、开展国际交流与合作。目前在北京怀柔已建设全球最大的5g试验网，先后完成了三个阶段的试验，取得了令人瞩目的阶段性成果。
5g给承载网带来了全新挑战
5g在带来革命性业务体验、全新商业应用模式，以及对人们生活产生巨大影响的同时，对基础承载网络提出了多样化的全新需求。现有的承载技术指标、网络架构及功能等无法完全满足5g新型业务和应用，5g承载演进与革新势在必行。
5g承载新需求与5g业务性能的提升、5g网络架构的革新等密切相关。相比于4g网络，5g采用更宽的无线频谱，更大规模的多入多出（mimo）新技术，将峰值带宽和用户体验带宽提升十倍甚至数十倍；远程医疗、自动驾驶等新型业务对承载提出毫秒级超低时延及高可靠性等需求；5g的智能灵活、高效开放、网络架构变革，推动相应的承载网架构演进，并具备网络切片、灵活组网和调度、协同管控以及高精度同步等功能，从而满足5g差异化业务承载需求。
成立5g承载工作组
推动5g承载产业发展
2018年1月，中国信息通信研究院联合中国三大运营商，华为等网络设备制造商，光迅等模块芯片制造商和测试仪表厂商，在imt2020（5g）推进组框架下成立“5g承载工作组”，旨在推动中国5g承载关键技术及方案创新，协同业界各方提升5g承载产业发展，开展5g承载技术方案测试验证，全力支撑5g商用部署的顺利实施，提高中国在5g承载领域的国际竞争力。
工作组已经取得了多项阶段性成果，2018年6月22日深圳imt-2020(5g) 峰会上公开发布了《5g承载需求白皮书》，提出承载网要满足“更大带宽、超低时延和高精度同步”三大性能需求，以及“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混合承载以及低成本高速组网”等六类组网和功能需求；2018年9月28日中国信息通信展“5g创新发展高峰论坛”上公开发布了《5g承载网络架构和技术方案白皮书》，归纳总结了5g承载网络典型架构，并深度分析了转发面、协同管控、同步网的技术方案与关键技术，预判了中国5g承载产业整体发展态势，对下一步发展提出建议。预计2018年年底将会发布管控架构、5g承载光模块、高精度同步等专项研究成果。
5g承载产业发展关键点
5g承载网技术方案需“存异求同”，
聚焦产业发展
针对5g承载网，国内三大运营商提出了不同的承载方案，主要有spn、m-otn和ipran增强方案。spn和ipran增强方案是基于ip/mpls和电信级以太网增强轻量级tdm技术的演进思路，目的是解决分组承载网络如何支持不同类型业务的带宽隔离、确定性低时延和网络硬切片等问题，实现5g和专线等多业务综合承载；m-otn方案是基于传统otn增强分组承载技术并简化otn的演进思路，是otn适应分组业务发展趋势，并重点针对5g前传、中传和回传的低时延等需求而进行技术方案简化和演进发展的产物，目的是解决otn如何高效承载5g和专线等业务，并实现应用场景从干线、城域核心网络逐步向城域汇聚和接入层的延伸。各种方案最终能否规模化推广应用主要依赖于市场需求、产业链的健壮性和网络综合成本等因素。
5g承载方案的推进，需要综合考虑运营商的网络特性、业务需求，以及成本等多方面因素。在产业化过程中，需要产业链求同存异，聚焦产业发展方向，共同推动产业链发展。综合分析cran、5g核心网云化、数据中心化部署方案和全面支持ipv6等发展趋势，针对5g承载网络转发面技术及应用的未来发展演进建议如下：
5g前传方案选择：在光纤资源丰富的区域，建议以低成本的光纤直驱方案为主；对于光纤资源紧缺且敷设成本高的区域，可综合考虑网络成本、运维管理需求等因素来选择合适的前传技术方案。
5g回传方案选择：5g承载网络可采用l2vpn+l3vpn或l3vpn到边缘的应用部署；可基于新的5g承载技术方案进行建设，也可基于4g承载网络进行升级演进。
支持ipv6方案：考虑到ipv4地址的短缺，5g承载网络需要支持ipv4/ipv6双栈和6vpe转发技术。
sdn实现智能管控
5g承载网络架构的变化带来网络切片、l3功能下沉、网状网络连接等新型特征，此外，还将同时支持4g/5g/专线等多种业务的承载，业务部署也将更加多样，对承载网络的管控带来诸多新需求。
5g承载网络管控的需求、架构、功能基本明确，管控平台发展应满足如下需求：
敏捷灵活的业务提供：满足网络云化后5g网络快速高效的业务配置需求，提供设备即插即用、自动化规划和快速部署，实现分钟级别的按需、自动化业务提供能力。
多层、多域的端到端灵活控制：实现跨层次、跨区域的业务部署以及高效运维。
网络切片管控：基于上层网络的切片需求，提供承载网络资源的切片管控能力，实现网络分片自动化部署、切片资源的隔离、业务在切片网络的部署、切片网络的运维监视等全生命周期的管理。
高效的智能化运维：提供以业务为中心的智能排障、基于ai的智能故障分析、智能故障自愈、业务性能监测等智能化网络运维能力，实现网络运维全生命周期的自动化、闭环、智能运维。
兼容现网：5g承载网络管控发展过程中，应考虑现有网络的平滑升级、保护既有投资等因素，逐步引入端到端业务编排和管控、智能运维等功能，减少网络的操作维护，降低操作维护的复杂度和成本。
统一接口：5g承载网北向信息模型应进行统一，应具备良好的扩展性，南向接口可采用多种网络协议实现，并逐步实现开放。
聚焦bidi和pam4技术
推动光模块产业发展
5g对光模块存在数千万量级的巨大需求，更高速率、更长距离、更宽温度范围和更低成本的光模块需求迫切，尤其在低成本方面，需采用新的工艺和技术实现成本降低。
面向5g承载，25/50/100gbps新型高速光模块将逐步在接入层引入，n×100/200/400gbps高速光模块将在回传汇聚和核心层引入。
5g前传光纤资源紧张，单纤双向（bidi）需求迫切，ieee开始进行25/50gbps bidi标准制定（ieee802.3cp），国内ccsa同步开展25gbps bidi标准制定;中传和回传方面，80km以内25gbps nrz、50/100/200/400bps pam4等多种光模块方案并存，80km以上相干光模块将成主流。目前，高线性度的pam4电芯片已市场可获得，25/50gbaud高线性度激光器和探测器芯片仍需要进一步的工艺摸索及改进。
5g将至，承载先行
5g商用渐行渐近，承载网作为基础管道，应先行于无线网络部署完成，从现在到2019年底，是承载网建设的关键时期。运营商一方面需要提前启动光纤光缆、空间、电力等基础资源储备；另一方面需要根据自身的网络特点，分析现网对5g业务的满足度，提前确定可行的解决方案和建设方案，并进行试点建设。当前，国内多个运营商均启动并完成自身基础资源摸查，启动光纤光缆、电力资源等基础资源储备。杭州、北京、上海、深圳等多个城市开展5g承载试点，就5g承载技术和建设方案进行探讨和试点，预计2019年国内将大规模进行5g承载试点，满足2020年5g商用部署需求。
展望
当前，全球主要国家和运营商相继启动5g 试验，纷纷出台战略计划开展产业布局，抢占战略制高点。中国在推进5g技术研究与产业化、5g 技术研发试验方面不断取得阶段性成果。下一步，在承载领域，将会继续加大5g承载的研发和创新支持力度，加快突破5g承载核心芯片、sdn智能管控等关键环节，推动5g承载关键技术创新和国际国内标准制定，加速推进5g承载实验室及外场试验，加快5g承载设备、芯片、仪表等产业化进程，超前启动光缆、电力等网络基础设施准备，推动5g 网络与4g 网络的协调发展，积极营造创新生态环境，为5g商用部署奠定坚实基础。
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当前，信息通信技术向各行各业融合渗透，经济社会各个领域向数字化转型升级的趋势愈发明显。促进5g技术向各领域的扩散渗透，孕育新兴信息产品和服务，重塑传统产业发展模式，逐渐成为经济社会发展的关键动力之一，同时5g技术的商用化将引发新一轮投资高潮。
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2018年1月，中国信息通信研究院联合中国三大运营商，华为等网络设备制造商，光迅等模块芯片制造商和测试仪表厂商，在imt2020（5g）推进组框架下成立“5g承载工作组”，旨在推动中国5g承载关键技术及方案创新，协同业界各方提升5g承载产业发展，开展5g承载技术方案测试验证，全力支撑5g商用部署的顺利实施，提高中国在5g承载领域的国际竞争力。
工作组已经取得了多项阶段性成果，2018年6月22日深圳imt-2020(5g) 峰会上公开发布了《5g承载需求白皮书》，提出承载网要满足“更大带宽、超低时延和高精度同步”三大性能需求，以及“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混合承载以及低成本高速组网”等六类组网和功能需求；2018年9月28日中国信息通信展“5g创新发展高峰论坛”上公开发布了《5g承载网络架构和技术方案白皮书》，归纳总结了5g承载网络典型架构，并深度分析了转发面、协同管控、同步网的技术方案与关键技术，预判了中国5g承载产业整体发展态势，对下一步发展提出建议。预计2018年年底将会发布管控架构、5g承载光模块、高精度同步等专项研究成果。
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多层、多域的端到端灵活控制：实现跨层次、跨区域的业务部署以及高效运维。
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5g将至，承载先行
5g商用渐行渐近，承载网作为基础管道，应先行于无线网络部署完成，从现在到2019年底，是承载网建设的关键时期。运营商一方面需要提前启动光纤光缆、空间、电力等基础资源储备；另一方面需要根据自身的网络特点，分析现网对5g业务的满足度，提前确定可行的解决方案和建设方案，并进行试点建设。当前，国内多个运营商均启动并完成自身基础资源摸查，启动光纤光缆、电力资源等基础资源储备。杭州、北京、上海、深圳等多个城市开展5g承载试点，就5g承载技术和建设方案进行探讨和试点，预计2019年国内将大规模进行5g承载试点，满足2020年5g商用部署需求。
展望
当前，全球主要国家和运营商相继启动5g 试验，纷纷出台战略计划开展产业布局，抢占战略制高点。中国在推进5g技术研究与产业化、5g 技术研发试验方面不断取得阶段性成果。下一步，在承载领域，将会继续加大5g承载的研发和创新支持力度，加快突破5g承载核心芯片、sdn智能管控等关键环节，推动5g承载关键技术创新和国际国内标准制定，加速推进5g承载实验室及外场试验，加快5g承载设备、芯片、仪表等产业化进程，超前启动光缆、电力等网络基础设施准备，推动5g 网络与4g 网络的协调发展，积极营造创新生态环境，为5g商用部署奠定坚实基础。
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