移動數(shù)據(jù)流量正在飛速增長，目前估計2014年至2020年，移動數(shù)據(jù)流量將增長40倍。到2025年，網(wǎng)絡將把大約500億設備連接到物聯(lián)網(wǎng)——從冰箱到工業(yè)控制器，智能對象將大量涌現(xiàn)。因此，許多通信服務提供商（CSP）在向5G過渡的過程中，正在重新考慮它們現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡架構。

由于5G不僅僅是使用新頻譜的創(chuàng)新無線電技術，它的轉變不同于前幾代移動通信技術所經(jīng)歷的變化。

除了前面提到的極具挑戰(zhàn)性的容量考慮之外，5G還引入了一種全新網(wǎng)絡架構方法，為有望實現(xiàn)下一個萬億美元增長的行業(yè)提供了新的商業(yè)模式。顯然，這不會僅僅通過在發(fā)展中市場銷售更多智能手機或提供簡單的連接來實現(xiàn);相反，它建立在新的概念之上，如致密化、網(wǎng)絡功能分解（例如，用戶和控制平面的分離）、可編程傳輸、網(wǎng)絡切片和端到端自動化和編排，以支持新的服務和業(yè)務模型。需要不同網(wǎng)絡域、技術、組件和服務的復雜交互。

隨著5G的部署，移動傳輸網(wǎng)絡就要持續(xù)發(fā)展以滿足這一復雜的新需求，迫使CSP通過回程改造項目來響應，以滿足5G無線接入網(wǎng)（RAN）服務供應的需求。有些觀察者可能會認為，未來的交通網(wǎng)絡完全是關于光纖的。的確，隨著CSP利用這項技術的優(yōu)勢，光纖在傳輸網(wǎng)絡中的存在越來越多。然而，光纖并不總是可用的，而且可能過于昂貴。例如，一個光纖存在點離無線接入點只有幾百米遠時，經(jīng)營成本（TCO）傾向于微波連接。目前，超過50%的蜂窩基站已經(jīng)使用了微波， 5G的經(jīng)濟發(fā)展都將繼續(xù)使用現(xiàn)有的4G/LTE網(wǎng)絡，特別是由于微波技術能夠支持5G具有挑戰(zhàn)性的容量和延遲需求。

如前所述，5G將使許多新服務成為可能，包括增強的移動寬帶、增強現(xiàn)實（AR）和關鍵任務通信，創(chuàng)造一個前所未有的流量組合，這就需要顯著提高性能。例如，吞吐量必須提高10倍（F1鏈接和單元站點回程接口的吞吐量必須提高10到25 Gbps），端到端的延遲必須降低到1 ms。為了滿足不斷增長的5G容量需求，優(yōu)化頻譜并顯著提高容量的新微波解決方案已經(jīng)問世，后續(xù)還將推出更多。在處理延遲時，物理學更傾向于微波。傳播介質的延遲取決于介質的密度，因此無線連接的延遲從根本上來說要低于相同長度的光纜，而且還必須考慮設備延遲。關鍵任務應用程序需要高彈性，在地震、火災或道路維護等重大事件中，無線網(wǎng)絡通常比光纖更可靠。在這種情況下，微波連接的恢復時間要快得多。由于所有這些原因，微波傳輸將成為5G的關鍵推動者，在CSPs加速其5G推廣的過程中發(fā)揮重要作用。

新架構的誕生

5G不僅僅是一項創(chuàng)新的無線電技術，它引入了一種全新網(wǎng)絡架構方法，以實現(xiàn)用戶所期望的性能改善。例如，CSP傳統(tǒng)上處理核心、傳輸和獨立運行，并且傾向于只在部署之后集成不同的基礎設施部件。然而，在5G場景中，使用這種方法部署后的集成成本、上市時間和服務質量下降的風險將顯著增加。如果沒有跨域設計和部署前集成，CSP可能會錯過新的5G商業(yè)機會。依賴于超可靠低延時通信（URLLC）和極端網(wǎng)絡可靠性的非敏感性應用程序只能通過無線電、傳輸、核心、數(shù)據(jù)中心和管理系統(tǒng)的無縫、無錯誤交互來交付。

網(wǎng)絡切片（參見圖1）是下一代服務和業(yè)務模型的關鍵推動者之一。通過網(wǎng)絡切片，網(wǎng)絡資源（虛擬網(wǎng)絡功能和傳輸網(wǎng)絡）由不同的服務共享。網(wǎng)絡實際上被分割成幾個獨立的邏輯資源，同時容納多個應用程序實現(xiàn)請求。這與共享網(wǎng)絡資源的傳統(tǒng)設置不同，在傳統(tǒng)設置中，主機向一個或多個客戶機提供硬件和軟件資源。相反，它依賴于軟件定義網(wǎng)絡（SDN）的概念。然而，這種新的業(yè)務模型使得支持SDN的微波網(wǎng)絡通過虛擬傳輸服務提供資源，SDN控制器充當管理程序來分配資源。例如，超低延遲應用程序可以通過將服務分配給E-Band即信道使用載波聚合。不需要低延遲的其他服務可以通過SDN控制器中的負載平衡算法來分配，從而有效地使用載波聚合帶寬。

網(wǎng)絡切片需要大量的服務自動化和優(yōu)化。由于網(wǎng)絡的復雜性和每個服務所需的生命周期速度不一，這種動態(tài)環(huán)境無法人為管理。相反，它需要端到端方法來實現(xiàn)服務，這意味著新聚合的網(wǎng)絡必須轉換到IP來支持它。無論微波和光纖的組合如何，傳輸網(wǎng)絡都必須與基站提供的分布式IP內核和運行功能同步，以滿足每個網(wǎng)絡片所需的服務水平。復雜的流量工程和提供更短的服務激活周期（從幾天或幾小時到幾分鐘）的靈活性結合，在網(wǎng)絡自動化水平上做出階梯式的改變是唯一明智的選擇。

但所有這些加起來會變得更加復雜。例如，虛擬運行功能將分布在多個平臺上，并通過新的互連接口集成。一些功能將轉移到云端，集中起來優(yōu)化成本和性能，而另一些功能將更接近最終用戶，以更好地滿足嚴格的低延遲需求。這種靈活而復雜的網(wǎng)絡將需要更高的自動化水平，以允許端到端的細粒度滿足分配給每個服務或網(wǎng)絡片的不同服務水平協(xié)議。每個切片將有效地成為一個自動化和可編程的傳輸管道，可以動態(tài)地適應不斷變化的需求。

網(wǎng)絡物理邊緣的致密化意味著需要連接更多的站點，這對傳輸具有重要的影響。例如，在典型的部署中，宏單元可能是覆蓋區(qū)域內小單元的共享站（pooling site）。高用戶密度（》150，000訂閱者/km2）意味著使用不同連接技術的基站站點之間的連接性增強，因此，致密化需要拓撲結構向網(wǎng)狀或部分網(wǎng)狀結構轉變。

適用于所有場景的微波解決方案

從高流量的熱點地區(qū)到鄉(xiāng)村， 每一個5G網(wǎng)絡場景都有強有力的理由支持微波解決方案（見圖2）。例如，在人口非常密集的城市地區(qū)，如廣場、機場和體育場，5G網(wǎng)絡將使用mmWave無線接入層（如26，28或39GHz）部署。這需要非常大的容量回程（≥10 Gbps），傳輸鏈路長度小于1公里。在密集的城市環(huán)境中部署的另一個考慮因素是視覺影響，它具有極小形式因素的微波解決方案將與RAN設備集成。在郊區(qū)，典型的鏈路距離從7公里到10公里不等，接入層將基于低于6 GHz的頻率，連接要求不會那么極端，但仍然需要5到10 Gbps的容量。這與農(nóng)村環(huán)境形成了對比，農(nóng)村地區(qū)的地理覆蓋范圍更大，接入網(wǎng)使用的頻率低于1ghz。在這里，傳輸網(wǎng)絡的回程必須高達2 Gbps，鏈路長度通常超過10公里。

除了針對所有場景的解決方案之外，CSP還必須處理它們的端到端服務功能，包括除了傳輸之外的訪問和管理考慮。微波組合必須完全集成到網(wǎng)絡和服務實現(xiàn)的端到端遠景中。

為了滿足5G對更大容量的要求，已經(jīng)有了新的微波解決方案來優(yōu)化頻譜的使用。在同一鏈路上使用多個波段進行載波聚合，使得更強大、更高效的功率放大器使用更寬的信道，mmWave頻譜的可用性將滿足未來網(wǎng)絡解決方案的關鍵要求。例如，在今天用于RAN回程（6至42 GHz）的頻段中，由于在2X112mHz頻率信道中采用4096-QAM調制，一些供應商已經(jīng)提供了單盒容量為2.5 Gbps的收發(fā)器。

除此之外，當前的E-Band解決方案隨時準備滿足城市環(huán)境下的5G的初始波需要的10 Gbps運輸能力和20μs的延遲。利用傳統(tǒng)的微波頻帶在6ghz和42ghz之間進行頻帶綁定，可以實現(xiàn)更長的距離，同時為最有價值的業(yè)務保持高可用性。通過有效的載體聚合，可實現(xiàn)10—20 Gbps的雙向容量。

電信行業(yè)正在考慮未來5G網(wǎng)絡傳輸部分的頻段在100GHz以上。而W-Band（92至114.25 GHz）和D-Band （130至174.8 GHz）會成為熱門選項。雖然W-Band被認為是E-Band的一種的擴展，因為這兩種波段有相似的傳播行為，但D-Band的特性使設備設計有了創(chuàng)新的方法。此外，極小的形狀因素有助于在幾平方厘米下無線電和天線的整合。在傳輸和訪問產(chǎn)品之間會支持新的網(wǎng)絡拓撲結構，如點對多點和結合波束控制的網(wǎng)格連接。

5G網(wǎng)絡的轉型將對已經(jīng)部署在3G和4G早期階段的微波解決方案之中，它可能超過任何其他的傳輸技術。大量安裝的微波基地將會地被新的微波解決方案所取代——在某些情況下光纖也會作為5G設計因素。CSP的目標是優(yōu)化回程網(wǎng)絡升級期間的預算，最小化TCO演進資產(chǎn)。最新的微波設計是高度緊湊的，通常會帶有集成天線和其他組件，使他們能夠用于廣泛的用例。新的微波室外單元也支持多頻系統(tǒng)和載波聚合，有助于降低TCO（經(jīng)營成本）。

現(xiàn)在和未來的解決方案

在選擇最佳前進方式時，公司必須考慮資本支出和運營支出，在回程網(wǎng)絡升級過程中尋找合適的解決方案和工具，以優(yōu)化預算。最佳解決方案結合了端到端組合，包括跨域云原生實用程序，并支持跨分布式云基礎設施快速部署虛擬化功能。這將簡化服務規(guī)模，縮短投放市場的時間，并通過無線電、核心網(wǎng)絡和運輸網(wǎng)絡提高成本效率。

尋求數(shù)字化轉型的公司也需要一種解決方案，通過融合前端、中程和回程，在同一個網(wǎng)絡中服務于各種用例，來應對5G傳輸?shù)奶魬?zhàn)。

每一個CSP都將遵循一條通往5G的獨特路徑，但每一個都要應對不斷發(fā)展的傳輸網(wǎng)絡。目前，傳輸層必須處理許多技術，包括遺留技術和演進技術，并且很快需要flex來滿足更極端的需求（參見圖4）。它將幫助CSP利用現(xiàn)有的投資，同時繼續(xù)構建5G所需的新功能。