5G三类典型的应用场景:增强型移动宽带(eMBB)、大规模机器类通信(mMTC)、超可靠低时延通信(uRLLC),分别用来描述爆炸性的移动数据流量增长、万物互联的超大规模连接,以及自动驾驶、工业自动化等场景。5G要想在各垂直行业大放异彩,不仅对无线网、核心网的架构变革、业务特性提升提出了要求,而且对现有基础承载网络提出了新的更严格的要求。承载网的现有技术指标、网络架构及功能都无法完全满足5G三大应用场景。5G承载网的技术发展和组网演进面临着以下挑战。
(一)超高清视频、虚拟现实(VR)/增强现实(AR)、高速移动上网等大流量移动宽带应用,需要大幅增强移动端到端带宽,单用户无线接入带宽需要达到固网宽带的量级,接入速率增长上百倍,承载网的发展面临着大带宽需求的挑战。
(二)以传感器数据采集为目标的物联网应用场景,具有小数据包、海量连接、更多基站间协作等特点,连接数将从亿级向千亿级跳跃式增长,承载网的发展面临着多连接通道、高精度时钟同步、低成本、低功耗、易部署及运维等要求的挑战。
(三)面向自动驾驶、工业自动化、远程医疗等垂直行业应用,要求5G网络具备超低时延和高可靠等处理能力。当前承载网的网络架构在时延保证方面存在不足,承载网技术需要在网络切片、灵活组网、低时延网络等方向有所突破,这就给承载网的芯片、硬件、软件、解决方案的发展带来很大的挑战。
为了应对5G各行各业、各种应用场景的挑战,5G承载网在大流量应对、多业务接入、组网架构、关键技术等方面必须有所突破。5G时代,移动通信网络的指标相比4G提升了十几倍到上百倍,只靠无线空中接口部分和核心网的技术变革是办不到的,还对5G承载网提出了的发展演进需求。
5G峰值带宽和用户体验带宽比4G提升数十倍甚至上百倍;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的需求;5G TDD制式为了避免上下行时隙的干扰,为了进行多站点协同和载波聚合,对时间同步有严格的要求;垂直行业的多元化需求,多种对时延、带宽、连接数、可靠性等诉求各不相同的业务接入需求要求5G网络架构支持网络切片,而只依靠核心网或无线网不能实现端到端的网络切片,5G承载网必须支持网络切片来提供差异化的传输;5G系统以SDN作为基础技术,实现控制面和转发面分离,使整个网络更加智能、高效、开放和敏捷,作为端到端网络的一部分,承载网也必须是敏捷网络,实现传输资源按需适配、网络的灵活部署,提升业务运维效率。