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1.1、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)改變帶來(lái)的影響

根據(jù)5G承載網(wǎng)絡(luò)的變化，BBU/RRU重構(gòu)為CU-DU-AAU兩級(jí)架構(gòu)，CU設(shè)備處理非實(shí)時(shí)的無(wú)線高層協(xié)議棧功能，DU設(shè)備處理物理層功能和實(shí)時(shí)性需求。DU放置于無(wú)線機(jī)房，并且CU可以部署在匯聚或接入位置。CU放置位置不一樣，5G專(zhuān)線業(yè)務(wù)的承載網(wǎng)時(shí)延也不一樣。根據(jù)遠(yuǎn)程醫(yī)療和無(wú)人駕駛等URLLC業(yè)務(wù)需求，CU和DU之間時(shí)延小于1ms。那么，CU位置越高，對(duì)時(shí)延要求越嚴(yán)格。同時(shí)，CU位置越靠下，機(jī)房資源越難滿(mǎn)足。因?yàn)镃U/DU要云化組網(wǎng)，對(duì)城域機(jī)房可用空間、供電和散熱要求更高，目前多數(shù)匯聚層以下機(jī)房資源不能滿(mǎn)足需求。另一方面，CU之間有協(xié)同的需求，CU位置越靠下，3層的功能需求就越靠下。

1.2、網(wǎng)絡(luò)切片帶來(lái)的影響

由于不同5G專(zhuān)線業(yè)務(wù)有不同SLA（Service-Level Agreement，服務(wù)等級(jí)協(xié)議）需求，所以5G網(wǎng)絡(luò)要進(jìn)行端到端切片。4G時(shí)代，專(zhuān)線業(yè)務(wù)在傳輸承載網(wǎng)中是通過(guò)軟管道隔離來(lái)提供差異化服務(wù)，采用VPN技術(shù)提供路徑、帶寬的區(qū)分和控制。但是，軟隔離在MAC層之上提供轉(zhuǎn)發(fā)平面，帶寬資源是共享的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時(shí)，業(yè)務(wù)之間會(huì)搶占帶寬，造成分組丟失并重傳，導(dǎo)致時(shí)延增大。網(wǎng)絡(luò)切片對(duì)5G專(zhuān)線業(yè)務(wù)低時(shí)延特性帶來(lái)了新的影響。5G網(wǎng)絡(luò)切片需要承載網(wǎng)支持軟、硬管道隔離。

2 5G專(zhuān)線業(yè)務(wù)低時(shí)延特性的實(shí)現(xiàn)

5G專(zhuān)線業(yè)務(wù)主要以三大業(yè)務(wù)場(chǎng)景來(lái)分類(lèi)，其中URLLC場(chǎng)景的要求Z苛刻。其傳輸端到端時(shí)延要求小于1ms，承載網(wǎng)絡(luò)時(shí)延要求小于0.125ms。這無(wú)疑對(duì)傳輸承載網(wǎng)提出了前所未有的挑戰(zhàn)。5G網(wǎng)絡(luò)，承載先行。所以，對(duì)5G專(zhuān)線業(yè)務(wù)承載網(wǎng)方面低時(shí)延特性的研究實(shí)現(xiàn)顯得尤其重要。

承載網(wǎng)的時(shí)延主要包含光纖傳輸時(shí)延和設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，前者占比很大，約為99%。通過(guò)光波在光纖中傳輸?shù)恼凵渎屎退俣鹊年P(guān)系式可以算出，光波在1000km長(zhǎng)的光纖中傳輸?shù)臅r(shí)延約為5ms。設(shè)備產(chǎn)生的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延一般是us級(jí)，占比較小。目前中國(guó)移動(dòng)通用傳輸設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延約為50us。由此可見(jiàn)，若要降低5G專(zhuān)線業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，在傳輸承載網(wǎng)方面，需要致力于降低底層傳輸線路的時(shí)延。

下面從影響5G專(zhuān)線業(yè)務(wù)時(shí)延的因素入手進(jìn)行研究，總結(jié)出三大技術(shù)方案。其一，為保證線路傳輸?shù)牡蜁r(shí)延，縮短光纖傳輸距離。其二，加快設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)速度。其三，為避免帶寬搶占造成的分組丟失，減少業(yè)務(wù)擁塞，提出信道硬隔離的方案。綜合上述方案，可以實(shí)現(xiàn)5G專(zhuān)線業(yè)務(wù)的低時(shí)延特性。

2.1、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整

光信號(hào)在光纖中傳送的時(shí)延和光纖長(zhǎng)度成正比。一般來(lái)說(shuō)，光信號(hào)在1000km的光纖中傳輸?shù)臅r(shí)延約為5ms。要想降低線路傳輸?shù)臅r(shí)延，Z直接的辦法就是縮短業(yè)務(wù)流的源節(jié)點(diǎn)和宿節(jié)點(diǎn)之間的距離，從而縮短光纖傳輸距離。于是，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)通信距離的縮短，可以降低光纖傳輸時(shí)延。