5G承载网技术需求分析

5G承载网当前的技术需求主要来自七个方向：

1.大带宽

5G网络要支持高清视频、虚拟现实、云计算等大流量应用，这就对承载网提出了超大带 宽的需求。根据ITU-的标准，5G网络的峰值速率应达到20Gbit/s，流量密度应达到10Mbit/s每 平方米。为了满足这些需求，5G承载网需要采用高效的物理技术和隧道技术，如WDM、 PAM4、MPLS、SR-MPLS、SRv6等，提升网络的传输能力和灵活性。据粗略估算，5G承载网 接入层需要具备10Gbit/s到站、50Gbit/s成环的带宽能力；汇聚层需要具备100/400Gbit/s的 带宽能力；核心层需要具备400Gbit/s的带宽能力。

2.超低时延

5G网络要支持车联网、工业控制、远程医疗等低时延应用，这就对承载网提出了超低时 延的需求。根据ITU-R的标准，5G网络的用户面时延应小于4ms，控制面时延应小于10ms； 对于更严格的uRLLC场景，用户面时延应小于0.5ms，控制面时延应小于10ms，在承载网接 入的前传上，更是需要达到20~30us的要求。为了满足这些需求，5G承载网需要采用低时延 的传输技术和路由技术，如FlexE、OSPF、IS-IS、BGP等，优化网络的路径和转发。同时， 5G承载网还需要调整网络的架构和功能，如无线接入网中CU和DU合设、核心网用户面下沉 至无线接入网等，减少网络的层级和跳数。

3.高可靠

5G网络要支持工业制造、智慧城市、智能电网等高可靠应用，这就对承载网提出了高可 靠性的需求。根据ITU-R的标准，部分uRLLC业务的可靠性应达到99.999%。为了满足这些需 求，5G承载网需要采用高可靠性的同步技术和VPN技术，如同步以太、IEEE 1588v2、ITU-T G.8275.1、Atom GPS、L2VPN、L3VPN、EVPN等，保障网络的时钟精度和业务隔离。同时， 5G承载网还需要采用高可靠性的物理设施和逻辑拓扑，如光纤化接入层、光缆直连机房间、 Spine-Leaf架构等，保障网络的连接质量和容错能力。

4.高精度同步

5G承载网对高精度时钟同步的需求：5G网络要支持高精度定位、车联网、智能制造等新 应用，这就对承载网提出了高精度时钟同步的需求。根据ITU-R的标准，5G网络的时钟精度应 达到10ns。为了满足这些需求，5G承载网需要采用高精度的同步技术和设备，如IEEE 1588v2、Atom GPS、同步以太等，保障网络的时钟准确性和稳定性。同时，5G承载网还需要 采用高精度的同步传输和部署方案，如光纤直驱、无源WDM、有源WDM/OTN等，保障网络 的同步传播和覆盖。此外，5G承载网还需要考虑同步网络的安全性和可靠性，如采用多源多 路径的同步方案，避免单点故障和外部干扰。

5.灵活性

在灵活性方面，5G网络必须支持大规模设备接入、多元化业务承载，并适应不断变化的 场景。这需要承载网具备快速接入、有效识别、智能调度、安全隔离等能力，以确保设备的可 用性和业务质量。此外，5G还需支持各种应用场景和垂直行业需求，要求网络具有快速部 署、灵活切换、智能保障的能力。同时，为适应高速移动、大规模并发和突发事件等变化场 景，网络必须能快速感知环境、自适应调整和快速恢复。实现这些功能，承载网将采用诸如切 片技术、SDN、AI、EVPN、SRv6、FlexE、Telemetry、IFIT、FRR等先进技术，以实现网络资 源和服务的动态优化和故障诊断。

6.网络切片

5G网络要支持不同的业务场景和用户需求，如高可靠的邮件业务，低抖动的语音业务， 接近零丢包的视频业务等，这就对承载网提出了网络切片的需求。网络切片是一种将物理网络 虚拟化为多个逻辑网络的技术，每个逻辑网络可以根据业务特性和用户要求定制化网络资源和 服务，实现端到端的业务隔离和保障。为了满足5G承载网对网络切片的需求，通常采用以下 几种技术：软件定义网络（SDN）：这是一种将网络控制层和数据层分离的技术，可以实现网络资 源的集中管理和动态调度，提高网络的灵活性和可编程性。同时SDN可以实现承载网在转发 面的软切片，即在复杂的通信管道中部署不同的物理或者逻辑分割路径，以保障各切片业务 的转发和调度。 灵活以太网（FlexE）：这是一种基于以太网物理层的切片技术，可以实现对物理链路 带宽的灵活分割和聚合，提高带宽利用率和传输效率。FlexE可以实现承载网数据面的硬切 片，即在同一个物理链路上创建多个逻辑链路，为不同的业务提供不同的带宽、时延、抖动 等服务质量。

7.智能协同

5G网络要支持多域、多层、多技术的网络协同，实现网络资源和服务的优化配置和动态 调整，以适应不同业务场景和用户需求的变化。智能协同主要指以下几个方面：首先是跨域 协同：5G承载网需要与无线接入网、核心网、数据中心等其他域进行有效的信息交互和业务 协调，实现端到端的网络切片、网络编排、网络管理等功能，以保证业务的质量和连续性。 其次是跨层协同：5G承载网需要在物理层、数据链路层、网络层等不同层次上进行灵活的资 源分配和服务提供，实现不同业务类型和性能要求的网络切片，如L0波长切片、L1通道切 片、L2/L3隧道切片等。为了实现跨层协同，5G承载网需要采用高效的技术和设备，如 WDM、PAM4、MPLS、SR-MPLS、SRv6、EVPN等，实现不同层次之间的网络转换和连接。 最后是跨技术协同：5G承载网需要在光传送技术、分组传送技术、IP传送技术等不同技术之 间进行智能的选择和组合，实现不同场景和区域的网络部署和优化，如光纤直驱、无源 WDM、有源WDM/OTN、SPN、M-OTN、IPRAN等。