前傳網絡是AAU和DU之間5G承載網絡的一部分。前傳拓撲與DU部署的架構相關,有2種典型的DU部署,一種是分布式DU部署,另一種是集中式DU部署。對于分布式DU部署,一個DU只連接到附近的AAU,是一種點到多點的拓撲結構。對于集中式DU部署,多個DU放置在同一個位置,可以使用星型和環型拓撲結構連接遠端AAU,AAU和DU之間的距離小于10 km。
考慮到5G將分階段部署,第1階段非獨立組網(NSA),5G與現有的3G/4G業務之間存在互通的需求。因此,前傳網絡需要支持采用通用公共無線電接口(CPRI)的2G/3G/4G業務和采用下一代前傳接口(eCPRI/NGFI)的5G業務。前傳的方案目前看還是以光層為主,可以采用光纖直驅、無源WDM、N×10 Gbit/s、N×100 Gbit/s波分等。ITU目前也在討論采用簡化的OTN,增加25G/50G OTN接口用于前傳網絡,提供必要的性能監測和保護等。對于中傳和回傳網絡,NSA、SA、專線、固定網絡和數據中心互連都應得到支持,包括2G/3G/4G/5G無線服務、企業專線(FE/GE/10GE等)、固定網絡服務和數據中心互連等。中傳/回傳網絡的規??赡軓臄蛋賯€節點到非常大量的節點,大型中傳和回傳網絡需要支持分組/IP功能,并且支持網絡切片、與5G網絡的協同管控等。
目前中傳/回傳解決方案主要有3種技術路線:基于分組增強的光傳送網(OTN),基于靈活以太網(FlexE)的切片分組網絡(SPN)和IP RAN增強方案。OTN方案即是在分組增強型OTN設備的基礎上進一步增強L3路由轉發和網絡切片管控功能,并簡化傳統OTN轉發路徑和管理的復雜度,降低設備成本、降低時延、實現帶寬靈活配置,滿足5G承載的靈活組網需求。
OTN的L3路由轉發增強方面,通過在設備的支路板卡和線路板卡的NP(Network Processor)實現L3功能,設備的主控板卡負責維護全網的路由尋址,分段路由(SR)、以太網虛擬專用網絡(EVPN)等新型路由和轉發技術得到了較多的關注。針對5G網絡端到端切片管理的需求,OTN傳送平面需支持在波長、ODU、VC這些硬管道上進行切片,也要支持在分組的軟管道上進行切片,并且與5G網絡實現管控協同,按需配置和調整。針對OTN在5G前傳方面的應用場景,業界也在討論輕量級的OTN標準。簡化OTN的方法包括了對OTN幀結構進行優化,線路側接口考慮采用n×25G/50G以引入低成本的光器件;改變檢錯和糾錯的機制,縮短緩存時間降低時延;在業務映射和時隙結構方面考慮兼容3G/4G前傳的CPRI,5G的eCPRI和NGFI,以及Small Cell的回傳等。
5G承載的幾種方案分別基于不同的技術進行演進,基于OTN的技術方案在其面向連接的傳輸特性基礎上增強二層和三層轉發功能,轉發功能性能、OAM、保護功能以及國際國內標準比較完善,但信號復用映射結構相對復雜,需要一些簡化和優化;基于分組化的SPN和IP RAN技術方案本身具備相對完善的二層和三層功能,需要增強的是面向連接的傳輸特性,在轉發面、OAM和保護等方面標準化和產業化推進尚待努力。通信標準化協會(CCSA)也正在積極開展5G承載的標準化工作,目前已經立項多個項目包括分組增強型光傳送網(OTN)總體技術要求行業標準的修訂以及切片分組網絡(SPN)總體技術要求、N×25 Gbit/s和N×50 Gbit/s WDM等研究課題。我國的產業界也成立組織或聯盟推動5G承載產業化。IMT-2020(5G)推進組專門成立5G承載工作組,信通院聯合三大運營商、四大設備商、多個芯片模塊商和儀表公司等多方力量進行5G承載需求和架構研究、技術方案探討、標準化推進和網絡測試驗證;電信聯合聯通、信通院、華為、中興、烽火等單位發起成立下一代光傳送網論壇(NGOF),進行基于OTN增強的5G承載方案研究、面向5G的城域低成本光模塊研究和標準化推進工作。