6G全业务承载传送网建设探讨

6G全业务承载传送网建设探讨

陈宜昌

中通服中睿科技有限公司 广东广州 510630

摘要：面向未来数字化发展进程, 6G将在5G基础上全面提速，构筑新型智慧城市、智慧生活场景，并结合人工智能等技术的发展，全面赋能万事万物，推动社会走向虚拟与现实结合的数字化世界。6G网络将在智享生活、智赋生产、智焕社会三个方面催生全新的应用场景，传送网作为基础通信网络的重要组成部分，通过重构与优化以满足6G业务场景需求。

关键词：4G、5G、6G 、PTN、SPN

1. 5G传送网现状分析

SPN由中国提出和设计的自主原创性技术，SPN已成功在ITU-T完成7个系列标准立项，以及四大核心标准的制定和发布，成为了继SDH、OTN之后的新一代传送网技术体系。前期5G移动通信传送网通过NSA组网，通过Option3x方式进行逐步演进，最终演进到SA。NSA使用现有4G网络的基础设施，运营商辅以一定的技术改造或新建5G网络设施，最终来实现5G网络的部署，大大节省建设投资。

5G传送网架构拓扑图

5G在业务特性方面，增强型移动宽带（eMBB）、 超可靠低时延通信（uRLLC）、大规模机器类通信（mMTC）等典型业务场景将分阶段逐步引入。运营商采用SPN（切片分组网）技术搭建一张全新的传输网络，用于承载 5G的各类业务需求。与4G传送网对比，5G传送网SPN技术架构，实现了TDM和分组有机融合，支持L0到L3能力，契合5G无损、高效的承载需求，具备大带宽、低时延、网络切片、灵活连接、高精度同步和统一管控等技术优势。

1.1 城域网骨干层、汇聚层

5G+垂直行业、政企专线的应用，催生出大量具有小带宽、软硬隔离结合、确定性低时延、高安全性和高可靠性等承载需求的业务。作为面向未来的5G移动承载技术，MTN需要突破5Gbit/s颗粒度的硬切片单元，向Mbit/s级别硬隔离切片平滑演进。SPN/MTN小颗粒技术聚焦构建端到端高效、无损、柔性带宽、灵活可靠的通道和承载方式，将硬切片的颗粒度从5Gbit/s细化为Mbit/s级别，以满足5G+垂直行业应用和专线业务等场景中小带宽、高隔离性、高安全性等差异化业务承载需求。

4G、5G传送网骨干、汇聚层对比

对比4G传送网骨干、汇聚层，5G传送网在城域骨干层进行了分化，分化为地级市SPN骨干环、县级市/县SPN骨干环。核心网MEC下沉至SPN接入层，EPC（4G核心网）被分为New Core（5GC，5G核心网）和MEC（移动网络边界计算平台）两部分。MEC移动到和CU一起，就是所谓的“下沉”（离基站更近）。需求多样化，则要求网络多样化；网络多样化，则要切片；要切片，则网元要灵活移动；网元灵活移动，则网元之间的连接要灵活变化。

同时，为了提升时延能力，应对这种大颗粒业务带来的传输需求缺口，传输网也需要增加GE及以上大颗粒数据业务的透明传送和光层组网保护能力，一方面提高机房间中继光缆的纤芯使用效率，另一方面提高数据业务的传送质量。因此，4G、5G传送网核心层、骨干层、汇聚层通过OTN为业务提供时延能力支撑。

1.2 城域网接入层

5G网络重构3个功能实体：CU（Centralized Unit，集中单元）；DU（Distribute Unit，分布单元）；AAU（Active Antenna Unit，有源天线单元）。

① 与传统4G宏站一致，CU与DU共硬件部署，构成BBU单元。

② DU部署在4G BBU机房，CU集中部署。

③ DU集中部署，CU更高层次集中。

④ CU与DU共站集中部署，类似4G的C-RAN方式。

CU、DU、AAU网络部署形态

CU、DU、AAU部署方式的选择，需要同时综合考虑多种因素，包括业务的传输需求（如带宽，时延等因素）、建设成本投入、维护难度等。如果前传网络为理想传输（资金充足），CU与DU可以部署在同一个集中点。如果前传网络为非理想传输（资金不足），DU可以采用分布式部署的方式。

2. 6G技术发展趋势分析

2.1全域覆盖、万物连接场景

在现有5G万物互联的基础上，6G对人、物、环境的感知以及虚拟空间提供一个更高质量的连接，夯实国家的核心基础设施，为产业升级、智慧生活、社会治理提供一个丰富的连接和服务。

2.2 跨界融合、场景智联场景

从实现方式角度，6G网络将与其它信息技术深度融合，支撑网络与服务的升级拓展；芯片、软件和设备及解决方案将进一步实现平台化、软件化、IP化、开源化和智能化，从而形成新的产业生态。

2.3 提供连接、感知、算力的网络能力场景

6G移动通信系统具有无线感知、网络算力、智能化等新能力，则要求6G具备更强的控制面架构。

3. 6G全业务承载传送网建设探讨

6G实现全域覆盖、万物连接，跨界融合、场景智联，提供连接、感知、算力的能力， 6G城域网由下而上，城域传送网汇聚层、骨干层能力将继续下沉至接入层，重构6G传送网结构。

3.1 城域网骨干层、汇聚层

“三体四层五面”的总体架构

为应对 6G 时代大规模连接、超低时延通信、多样化定制需求，网络需引入分布式部署机制。“三体四层五面”的总体架构是业界首次系统化的6G网络架构设计，将有力地促进产业界在6G架构设计、关键技术选择等方面形成共识。“三体四层五面”的 6G 总体架构，从空间、逻辑与功能组成三个角度呈现一个跨域、跨层、多维的 6G 网络。

运营商从企业效益出发，将利旧现有5G传送网资源的基础上，以通过新技术改造或新建6G网络，最终来实现6G网络的部署。开放使能层、服务化功能层为对外平台化软能力应用，6G全业务承载传送网建设，主要贴合路由与连接层、资源与算力层进行城域网骨干层、汇聚层、接入层重构。

3.2 城域网接入层

6G 网络分布式部署将成为必然。 为应对 6G 时代大规模连接、超低时延通信、多样化定制需求，网络需引入分布式部署机制。分布式和网络自治是从网络维度对 6G 设计进行考虑，自包含从网络单元能力进行考虑。 

微网络划分

微网格划分，每一个业态类型区域根据潜在用户规模可划分为一个或多个微网格。根据业务密集程度、潜在业务形态、微网格覆盖半径，结合市政道路走向和建筑物情况，将网格单元划分为多个微网格。每个微网格按照不同的覆盖业务内容进行属性划分，可分为住宅小区、大专院校、商业区、城中村、专业市场、工业园区、政府大楼、军区大院、公共绿地等。对于暂无覆盖需求的区域，暂不划分微网格，在后期业务形态明确后进行划分覆盖。

多个微网格组成1个网格，每个网格建议选址1个综合业务机房，作为6G 分布式节点/集中式节点。6G 分布式节点需支持自包含，具备完整的功能、资源、连接能力，可独立完成闭环网络流程处理。 要求分布式节点具备完整的系统框架，即支持控制面信息处理、用户面业务处理、用户数据、安全防护、网络自管理自优化等。

6G 分布式自治网络架构（DAN）

接入层引入可灵活部署、即插即用、资源自足的分布式微云单元 SCU，满足自治能力，可以实现无人管理，自主运行，自动感知环境变化。基于上述分布式、自治、自包含的考虑，采用 6G 组网分布式自治网络 DAN（Distributed Autonomous Network）架构 。DAN 网络架构由分布式微云单元 SCU（Small Cloud Unit）及其相关协议组成。SCU 为构成 DAN 架构的最关键模块单元，可支持在网络中分布式部署，具备自包含和自治能力。

4.结语

6G将提供完全沉浸式交互场景，支持精确的空间互动，满足人类在多重感官、甚至情感和意识层面的联通交互，实现真实环境中物理实体的数字化和智能化。6G丰富的业务场景，没有既定的模式，需要在不断探索新型网络架构的基础上，从而在关键核心技术领域实现突破。

参考文献

1. 中国移动《6G网络架构技术白皮书》。

2. IMT-2030(6G)推进组《6G总体愿景与潜在关键技术》2021年6月6日。

3. 中国信通院推进组《6G总体愿景与潜在关键技术白皮书》IMT-2030（6G）。