通信世界网消息（CWW）5G业务对通信能力提出了更高要求，如何尽快建立适合于5G网络的承载平台，成为了5G业务能否快速发展的关键。
由于5G时代核心网的UPF(User Plane Function，用户面功能实体)下沉，5G基站的数据流量通过地市SPN网络可以直接对接核心网的UPF设备，5G核心网的AMF（Access and Mobility Management Function，接入和移动管理功能）和SMF（Session Management Function，会话管理功能）的大区省管理，5G基站的信令通过地市SPN网络对接地市的IP承载网，然后到达大区省。虽然5G基站的OMC管理平面还是与4G基站的OMC类似，统一在省公司管理，但是传输承载的组网结构完全不同。
4G基站的数据面、信令面以及管理面，均通过地市PTN（Packet Transport Network，分组传送网）对接省干PTN。现有的承载5G SA业务没有关于5G基站OMC的组网规划，目前5G基站OMC的网管在省公司，基于地市SPN的组网无法到达省公司。承载5G基站OMC的网管采用传输波分OTN（optical transport network，光传送网）方式或者网管网DCN（Data Communication Network，数据通信网络）承载方式，需要增加交换机、防火墙等，而且组网的安全可靠性不能保证。基于以上两点考虑，需要以新的传输承载方案来满足5G SA基站OMC的网管需求。
5G SA传输网络现状
现有5G SA传输网络结构
如图1所示，5G SA用户面由于UPF下沉到地市或者区县，承载网均为地市城域的SPN网络。5G基站gNodeB连接接入SPN设备UPE（User facing-Provider Edge，靠近用户侧的PE设备），然后通过普通汇聚SPN到骨干汇聚SPE（Service Provider-end Edge 运营商侧PE设备）设备，到区县UPF核心网设备，或者SPE设备再到城域核心NPE（Network Provider-end Edge，靠近网络的PE设备）设备，最后到地市的核心UPF设备。
图1 5G SA承载组网结构
5G SA的信令面集中到大区管理，由于每个5G基站只有唯一一个IP地址，故5G基站gNodeB业务的用户面和信令面一起接入SPN网络设备，通过相同的路由进入城域核心NPE设备，然后用户面数据接入地市UPF，信令面数据接入IP承载网，最后进入大区的5G核心网 AMF和SMF。
现有5G SA传输网络结构业务流向
如图2所示，5G基站gNodeB到5G核心网的业务流向：5G基站gNodeB将业务报文发往接入SPN（UPE）；接入SPN收到报文后查路由表，走默认路由（迭代到接入点和骨干汇聚主SPN之间的SR-TP隧道)发往骨干汇聚主SPN(SPE)；骨干汇聚主SPN收到报文后查路由表，走明细路由（迭代到骨干汇聚主SPN和城域核心主SPN(NPE)之间的SR-TP隧道）发往城域核心主SPN；城域核心主SPN收到报文后查路由表，基于目的IP走明细路由，分别发往地市UPF/IP承载网和大区。
图2 5G SA承载组网业务流向
5G核心网到基站gNodeB业务流向如下：SPN省干/IP专网/地市UPF将报文发往城域核心主SPN；城域核心主SPN收到报文后查路由表，走汇聚路由（迭代到城域核心主SPN和骨干汇聚主SPN之间的SR-TP隧道）发往骨干汇聚主SPN；骨干汇聚主SPN收到报文后查路由表，走明细路由（迭代到骨干汇聚主SPN和接入SPN之间的SR-TP隧道）发往接入SPN；接入SPN收到报文后查路由表，走直连路由发往gNodeB。
现有5G SA总体网络结构
目前的地市城域网承载的5G SA业务到达地市核心SPN设备（NPE）后直接对接IP承载网接口，将信令传送至大区，用来进行控制面传输，地市核心SPN设备（NPE）直接对接核心网UPF设备，将数据业务通过UPF最后对接CMNET(China Mobile Network，中国移动互联网）网络，提供上网业务,如图3所示。
图3 现有5G SA总体网络结构
OMC组网和业务配置
5G基站OMC的网管服务器在省公司，考虑类似4G基站的OMC组网方式，可以将地市核心SPN网络连接省干SPN网络，然后通过省干SPN网络汇聚后接入省会城市相应枢纽楼的OMC网管服务器。
SPN承载5G基站OMC的组网结构
SPN承载5G基站OMC的组网结构如图4所示，5G SA基站每个VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）拥有唯一一个IP地址，基站与对接的SPN VLAN子接口规划到1个网段内。互连接口IPv4采用30位掩码地址、IPv6采用127位前缀，奇数地址分配给基站，偶数地址分配给与基站互联的SPN设备（UPE）VLAN子接口。然后通过普通汇聚SPN到骨干汇聚主SPE1和备SPE2设备， 主SPE1和备SPE2设备与主NPE1以及备NPE2设备组成口字型的组网结构，实现L3VPN业务的承载。地市NPE设备则采用Native IP方式连接省干SPN平面，省干SPN平面通过Native IP方式对接5G OMC网管，最后实现5G基站的网管OMC管理功能。
图4 SPN承载5G基站OMC的组网结构
5G基站OMC组网部署与保护
图5 城域网SPN系统（UPE/SPE/NPE）承载5G业务模型
城域网SPN系统（UPE/SPE/NPE）承载5G业务模型如图5所示：HoVPN的分层L3VPN业务模型承载5G业务，在骨干汇聚点SPE进行业务分层。省干SPN为单独的L3VPN，省干SPN与城域NPE之间通过UNI（用户-网络接口）侧的IP方式直接对接两个L3VPN网络。然后省干SPN网络通过IP方式直接对接5G OMC的网管。
SR部署隧道（含隧道保护）：UPE部署到主备SPE的SR-TP隧道，并将隧道绑定5G L3VPN业务；SPE部署到主备NPE的SR-TP隧道，并将隧道绑定5G L3VPN业务；NPE保护对之间部署SR-TP隧道，并将隧道绑定5G L3VPN业务；节点保护对主备节点间部署的SR-TP隧道使能防环功能。
5G L3VPN路由扩散域：同一个路由扩散域内的设备间形成full mesh（全网状，即所有节点之间都是直接连接的形式）的业务关系。骨干汇聚及往上的5G L3VPN业务节点划分为核心路由扩散域，每个接入汇聚IS-IS（一路路由协议）域内的5G L3VPN业务节点划分为1个独立的接入路由扩散域，部署核心路由扩散域和接入汇聚路由扩散域；将城域核心NPE、骨干汇聚SPE、接入UPE节点加入5G L3VPN业务；将城域核心NPE、骨干汇聚SPE加入核心路由扩散域，将骨干汇聚SPE、5G业务接入UPE加入对应的接入汇聚路由扩散域。
部署业务路由：5G OMC网管发布所有的5G基站网段路由，并将下一跳指向省干SPN设备，省干SPN将所有的5G基站网段路由指向5G OMC网管，并将5G OMC网管服务器的IP地址发布给城域网，下一跳指向城域核心NPE设备，城域核心点NPE部署到省干以及网管OMC的明细路由/网段路由，控制器自动计算并扩散该路由。骨干汇聚对SPE部署下挂5G基站的网段路由，控制器自动计算并扩散该路由。接入点部署对接5G基站的UNI接口IP地址生成直连路由，并部署该直连路由所属网段的低优先级的黑洞路由，控制器自动计算并扩散直连路由。部署IPv4/IPv6的DHCP Relay。路由自动迭代隧道：设备基于路由迭代隧道策略，将路由迭代到相应的隧道。
部署FRR（Fast Reroute，快速重路由）保护：L3VPN网内采用VPN FRR，城域网NPE对接省干SPN以及省干SPN对接OMC网管之间对接采用混合FRR，设备基于相同目的地、不同下一跳的高低优先级路由自动生成FRR保护。
OAM（Operation Administration and Maintenance，操作维护管理）检测，L3VPN网内采用SRTP OAM检测，城域网NPE对接省干SPN以及省干SPN对接OMC网管采用单跳BFD（Bidirectional Forwarding Detection 双向转发检测）检测。
5G基站OMC的组网业务流向
针对基站管理业务，接入SPN基于5G L3VPN业务使能DHCP Relay（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机设置协议中继）功能，部署DHCP服务器的IP地址。
5G基站gNodeB到5G基站OMC网管业务流向：5G基站gNobeB将业务报文发往接入SPN（UPE）；接入SPN收到报文后查路由表，走默认路由（迭代到接入点和骨干汇聚主SPN之间的SR-TP隧道(Segment Routing Transport Profile，段路由传送子集) 发往骨干汇聚主SPN(SPE)；骨干汇聚主SPN收到报文后查路由表，走明细路由（迭代到骨干汇聚主SPN和城域核心主SPN/NPE之间的SR-TP隧道）发往城域核心主SPN；城域核心主SPN收到报文后查路由表，基于目的IP走明细路由发往对接的省干SPN设备，省干SPN设备收到报文后基于目的IP走明细路由发往对接的OMC网管路由器，最后到达5G OMC网管。
5G基站OMC网管到基站gNodeB业务流向：5G基站OMC网管将报文发往省干SPN平面，基于目的IP发往对接的城域核心主SPN；城域核心主SPN收到报文后查路由表，走汇聚路由（迭代到城域核心主SPN和骨干汇聚主SPN之间的SR-TP隧道）发往骨干汇聚主SPN；骨干汇聚主SPN收到报文后查路由表，走明细路由（迭代到骨干汇聚主SPN和接入SPN之间的SR-TP隧道）发往接入SPN；接入SPN收到报文后查路由表，走直连路由发往gNodeB。
应用效果
现网PTN业务组网
省干SPN承载5G网络架构如图6所示，此平面主要是用来承载5G SA的无线OMC管理业务平面。通过本文推荐的组网和保护方式，在省干层面满足了全省4G LTE业务的合理配置。满足了5G的NSA组网的地市和核心网的特殊性要求，最后还满足了5G SA业务的全省管理需求，可有效提升PTN和SPN网络的联合组网和运维能力。
图6 省干5G-SPN网络架构
总体的全省PTN和SPN承载4G/5G业务智能组网如图7所示。
图7 全省PTN和SPN承载4G/5G业务智能组网
核心网的UPF、AMF以及SMF基于SPN组网方案比较成熟，应用比较广泛。本文针对5G基站OMC组网的场景，进行组网的规划与探索，既保证组网的安全保护和合理性，又保证了组网部署的便捷性。
