网络融合定义为可在单一网络上使用多种通信模式,以实现在其各自独立的基础设施上所不具备的便利性和灵活性。展望 2018 年及未来,稳定的融合网络将体现出良好的灵活性和可靠性并有助于节省成本。虽然 5G 的普及仍需数年时间,但为确保网络做好迎接变革的准备,行业仍有许多准备工作要完成。
 
在互联网主导的时代,无处不在的带宽需求推动着固网和无线网络走向网络融合。未来,所有网络都将转向通过高带宽或“宽带”网络,将高速数据从数据源或处理源传输到无线网络分布点,并反向传输到上层。
 
当前与未来
下一代无线网络架构的演进是 4G/LTE 的致密化和 5G 无线网络,这一趋势很好地体现出固网和无线网络接入点物理资产的融合。例如在北美,无线网络相对来说覆盖广阔,无线覆盖对所有应用都是必备的。随着消费者对数据的需求不断增加,容量问题进而浮现。无线网络容量有望通过以下几种方式提升:1)采用更先进的调制技术,或增加频谱和空间分址;2)4G/LTE 致密化和潜在的 5G 移动性可以从空间角度创造更多容量;3)小型蜂窝基站的间距正变得越来越小(250 米),由于每个接入点的用户减少,每平方米的带宽增加;4)Sub-6 GHz 频段和毫米波频段(即 28GHz)的固定无线 5G 有望给网络带来更多带宽和额外的频谱。
 
在融合方面,我们通常会考虑以下三种类型的网络及其典型配置:
·在多服务运营商或传统小区接入电视网络中,有一个前端通过路由器连接到数据中心,该网络由一个高带宽混合光纤同轴电缆网络构成。而消费者及企业端正朝着家庭或办公室 Wi-Fi 无线网络连接的方向发展。
 
·在传统电话网络中,中央机房或移动交换中心通过高速路由器连接到数据中心和其他交换中心。传统电话网络由一个传统铜缆网络,一种支持某项先进 DSL 服务的 FTTN(光纤到节点)或光纤入户网络组成。如 HFC 网络示例中所示,通常会启用家庭和企业路由器及 Wi-Fi。
 
·传统蜂窝网络由一个宏蜂窝基站网络组成,每个基站独立供电,并由不同类型的回程网络互连,包括光纤、HFC、铜缆和微波网络。
 
由于需要满足不同的通信应用,上述三种网络的部署不尽相同。如今,网络彼此效仿并进而趋向统一,且由于设备要求相同,运营商的运营支出和资本支出将得以减少。网络融合不仅推动了网络的统一,且因为制造流程和 NFV/SDN(网络功能虚拟化 / 软件定义网络)的标准化,资本支出大大减少。
 
网络融合
 
网络融合的要求
实现融合网络需要达成三个必要条件:
 
·供电 (用于无线接入点和其他边缘设备)
 
每个无线接入点都要求供电。然而,在网络规划完成之前,人们往往想当然地认定电力随时可供,甚至会完全忽略这个要求。每个传统的通信网络都有不同的供电考量,但有一点毫无疑问:融合网络对供电的要求是真实存在且十分重要的。
 
仍在使用双绞线的传统电话网络可以为小型蜂窝基站提供低功率电力。对于一般的融合网络而言,如果配电柜中没有无线网络接入点,那么传统电话网络就需要公用电源来支持它的运作。
 
FTTH PON 网络在没有安装接户线和电表的情况下无法获得供电。 虽然接户线的安装成本乃至安装时间都能达到合理范围,但实现数百乃至数千个接入点安装接户线往往会成为项目的瓶颈并带来沉重的经济负担。
 
据估计,由于同轴电缆上的供电支持,80%的 HFC 线路都能供电。同轴电缆往往会作为并馈电缆与光纤节点并行,甚至能在线路的光纤段提供电源。所以, 大多数情况下 Wi-Fi 热点或小型蜂窝基站可使用的电源都绰绰有余。
 
·回程 (数据从边缘接入点传输到中央数据存储或数据处理中心)
 
传统蜂窝基站回程通过高速双绞线、微波或光纤链路,从无线电位置传送到中央设备位置来实现。这些既可以是专用链路,也可以通过时域或波分复用进行共享。
 
在现有的 HFC 网络中,回程能力也可通过 DOCSIS 实现。DOCSIS 通过同轴电缆或光纤链路提供连接。此外,通过 PoE(以太网供电)激活无线接入点也可调节来自 HFC 线路的电力,并提供 DOCSIS 信道。  对于小型蜂窝基站来说,采取何种方式要视部署的技术而定。尽管紧迫的时间和延迟要求是挑战,但标准制定组织目前正在着手解决这些问题。
 
“前向回传”无线网络数据采用 CPRI(通用无线协议接口)信令。目前,如果通过部署多点协作来实现频谱重用和减轻干扰,那么 LTE 无线电会使用这种信令技术。专用链路通常是每个部署的无线电配一对光纤,但光纤可以通过波分复用被多个前向回传共享,前提是信令路径相互独立,且不超过 15 公里。
 
此外,包交换 ECPI 标准等新技术也在发生变化。这一新标准旨在降低 5G 延迟要求的敏感性以及所需的数据速率的同时,仍允许集中式无线电协调来重用频谱。
 
·站点获取
 
今后,为实现 LTE 致密化或 5G 而部署的大部分无线网络移动性设施均将部署在高容量城区和郊区。
 
站点获取始终是任何无线网络的主要组成部分,并需要时间和资金保障。4G/LTE 无线网络致密化旨在提高容量而非覆盖率,在空中 6 米至 9 米左右处架设就能产生小型蜂窝基站覆盖,并实现所需的额外容量。地下部分可采用小型的柜式蜂窝基站,并选择不同的信号塔高度及隐蔽方式。这种小型蜂窝基站可以非常隐蔽,并沿着为支架和机柜搭建的现有路径布置。
 
 
无线网络与有线网络的融合是在无线小型蜂窝基站致密化的推动下,自然的经济和技术演进。 在任何无线电接入网络的设计中,供电、回程和站点获取都是最重要的因素。
 
在 2018 年及未来,向网络融合迁移的趋势仍将继续。物理网络资产将逐步被合并,而无线网络回程 / 前向回传、FTTx、HFC、固定无线网络接入以及商业高速数据要求,将通过高使用率的光纤设备实现线路设施的共用。此外,NFV 也将继续演进,使所有的中央处理设施(无论是数据中心、前端、运营商中心机房还是移动交换中心)在商品化的产品上(COTS)上运行应用,并最终实现物理合并。
 
此外,中心机房外的信令技术将向 IP 包交换网络转变,使不同服务的信令在同一数据流中进行融合。
 
供应商们已达成共识,并一致促进着使网络融合的财务动机和对经济有效型解决方案的需求。 新的解决方案正在研发中以促进融合,未来几年还将出现更多的解决方案。