二、5G关键技术已经开展广泛的实践和验证

5G网络建设理念已经从传统“业务适配网络”向“网络适配业务”转变。5G网络需要构建为面向eMBB、超可靠低时延通信（uRLLC）、大规模机器类通信（mMTC）等典型场景服务的综合性网络。除了通过天线阵列化、组网密集化、非正交等无线关键技术进一步提升无线网络带宽能力外，还需要覆盖到核心网、前传／回传网络、运维系统等，包括网络云化（软件定义网络（SDN）／网络功能虚拟化（NFV））、端到端（E2E）网络切片、运维自动化等方面的关键技术，以便灵活适应更多垂直行业应用场景的差异化需求和商业模式。

1．无线网络向天线阵列化、非正交、组网密集化发展

无线频谱资源始终是有限的、稀缺的，提升频谱效率始终是一代代移动网络升级中的关键。多天线空分技术是唯一可成倍提升频谱效率的技术，Massive MIMO作为最重要的空分技术，支持更为精准的波束控制和更高的并发流数，已经成为5G最核心的关键技术。Massive MIMO技术已经被提前应用来解决4G网络容量问题。在全球很多市场，频谱资源非常有限，而流量增速很快，产生了4G网络与流量需求之间的矛盾，将Massive MIMO技术应用到4G网络，小区吞吐量提升了4～6倍，成功解决了市场的痛点问题。中兴通讯创新地提出Pre5G，将Massive MIMO技术提前应用于4G网络，获得全球移动通信系统协会（GSMA）颁发的“突破性创新奖”和“CTO选择奖”两项殊荣，并成功将其推向商用。Pre5G Massive MIMO的成功商用，大幅度加速了5G Massive MIMO的商用进程。

非正交技术是5G很有前途的一个技术方向。从1G到4G均基于正交通信技术，具有简单高效的特点，然而对于超大数量连接、小带宽需求，正交技术带来较大的开销，且不能有效应对远近效应。5G提出非正交通信技术，可以针对远近效应进行优化，部分非正交技术可以实现完全的免调度，例如：中兴提出的多用户共享接入（MUSA）技术，可大幅度提升小数据包的性能和效率，并使连接数量提升6倍以上。

超密集组网（UDN）可以进一步提升5G网络单位面积的网络容量和用户体验速率，但UDN提升容量的同时，也面临着同频干扰、移动性管理、多层网络协同等技术问题。国际移动通信（IMT）－2020专门成立了UDN工作组，针对UDN可能面临的问题提出了一系列解决方案，包括干扰管理、小区虚拟化等方案。干扰管理通过网络侧多天线技术形成的空域自由度，从频域、时域、码域、功率域和空域等角度进行干扰规避；通过终端侧干扰对齐技术，利用干扰信道信息设计编码和译码矩阵，把多个干扰信号抑制到较低的干扰空间。小区虚拟化以用户为中心，将多个实体小区虚拟为一个逻辑小区，通过传输节点间协作，为用户提供一致、连续的服务，并通过控制层与数据层分离，避免了用户频繁切换，降低小区间控制信道干扰，改善了移动性和用户体验。

2．网络功能云化

为了适应业务的灵活快速发展，云化部署和分层解耦已经成为5G网络建设的基本需求。中国移动牵头的SBA架构已经成为3GPP的5G核心网统一架构。遵循互联网软件架构发展历程和NFV架构，电信网络功能从软硬件解耦、云化部署／多层解耦，进一步向云原生架构发展。5G核心网和5G集中单元（CU）将遵循NFV技术架构，采用云原生技术构建，并基于虚拟化／容器化的基础设施灵活部署。

NFV技术架构已经在4G网络的虚拟演进分组核心网（vEPC）、虚拟IP多媒体子系统（vIMS）等建设中得到了规模商用验证。中国移动、中国电信、VDF、AT＆T等主流运营商均已经在云化基础设施、核心网虚拟化、三层解耦等方面进行了充分的验证，积累了丰富的经验。中兴通讯已经为VEON提供了架构领先、面向5G演进的SDN／NFV云化网络解决方案，可实现端到端网络切片和软硬件解耦，2G／3G／4G同时接入，总体拥有成本（TCO）降低达30．4％。

3．承载网络弹性化

5G建设，承载先行，5G承载网的技术和标准变得越来越重要。面对5G无线接入网络（RAN）侧灵活切分、核心网云化等架构转变，承载网可以采用分组传送网（PTN）、无线接入 网 IP化（IPRAN）、光 传 送 网（OTN）、波分复用点对点无源光网络（WDM－PON）、微波等灵活构建前传、中传和回传网络，并引入SDN架构、灵活以太网（FlexE）、灵活光传送网（FlexO）、分段路由（SR）、超高精度时间同步等关键技术，来构建统一弹性承载网络，满足5G网络超大带宽、超低时延、灵活连接等关键需求。例如：FlexE技术实现媒体接入控制（MAC）层与物理（PHY）层解耦，可以通过多个物理链路捆绑来扩展网络容量，满足5G的大带宽和灵活组网需求；中兴FlexE Tunnel技术进一步将FlexE从接口级技术扩展到网络级技术，更好地满足5G网络前传／中传／回传的虚拟切片和低时延传送需求。

在5G外场测试和组网验证中，5G承载技术已得到充分的试验和验证。2017年底中国移动发布了5G承载SPN企业标准，并完成了SPN第1阶段验证工作。2017年世界移动大会（上海）期间，中兴通讯进行了FlexE Tunnel现场测试，支持端到端连通性检测、时延测量等操作管理维护（OAM）功能，故障倒换时间小于1 ms，单节点转发时延最低小于0．5 us。

4．E2E网络切片化

5G E2E网络切片化是5G网络支撑行业数字化转型的关键。相对传统无线网络主要面向公众用户提供接入服务，5G网络需要面对接入速率、连接数量、传输时延等业务服务等级（SLA）指标迥异的不同垂直行业场景的差异化需求，不同商业模式在统一的5G网络架构下共存。5G网络建设需要贯穿5G RAN、核心网和承载网络，构建E2E切片网络，面向行业客户提供快速定制交付、自动化闭环保障、安全隔离的虚拟专网。

基于CU／分布单元（DU）分离的无线接入网、云化的核心网、弹性的承载网的分布式部署、网络可编程的能力，可以面向 eMBB、uRLLC、mMTC等SLA迥异的行业应用场景，快速定制具备独立关键业绩指标（KPI）、安全隔离的E2E 5G网络切片，交付给各个垂直行业数字化转型所需的虚拟专网。3G／4G网络实现从语音经营向流量经营转变，在5G时代，网络切片将成为电信运营商面向垂直行业可运营的产品，使5G网络能更灵活地支撑各个垂直行业的数字化转型。

5．AI赋能5G网络

5G时代依靠人工进行参数配置和通过专家经验形成策略的方式越来越难以满足业务的动态变化要求，在5G网络中引入智能引擎，通过人工智能（AI）技术提升网络智能化水平，实现智能的策略生成和参数自动配置已经成为趋势。

AI赋能5G网络的典型场景有基于AI的5G波束赋形／移动负荷均衡、承载网流量预测和路径优化、虚拟化资源的智能动态分配、智能运维等。例如：基于AI的5G移动负载均衡（MLB）是利用射频指纹库，通过机器学习（ML）／深度学习（DL）算法对负荷提前预测，精选切换用户和目标小区，使得负荷快速降低并达到均衡状态，平均用户吞吐量提升10％以上。

AI技术的引入，将大幅提升5G网络的智能化水平，有效降低运维人力需求，提升5G系统的整体性能和综合效率。

6．运维自动化

5G网络中，连接类型的泛化、业务的多样性使得网络向着更加复杂多样的异构化方向发展，网络的参数配置越来越多，各类网络策略也愈加复杂，运维自动化已经成为5G网络建设和运营的关键。以编排为核心，借鉴DevOps理念提升电信网络运营效率，以控制、编排、管理、策略、分析（COMPA）为关键技术要素，构建自动化闭环运维系统；并实现E2E切片的快速定制开通、自动化闭环保障等全生命周期管理，通过能力开放向行业客户提供E2E网络切片的自服务、自运营门户。结合大数据／AI技术，将进一步增强运维系统的自动化能力，包括故障自愈、网络自优化、智能策略生成、网络规划预测等能力。

2017年底，开放网络自动化平台（ONAP）开源社区发布了针对云化网络建设的自动化运维第1个开源版本——Amsterdam。欧洲电信标准化协会（ETSI）专门设立了零接触网络和服务管理行业规范组（ZSM ISG），致力于面向5G网络与服务，实现灵活、高效地管理、服务、运营自动化系统的标准化工作，实现5G网络全生命周期的所有操作流程和任务（包括交付、部署、配置、保障、优化）的自动执行，包括E2E网络切片的管理和运营。中兴通讯在2017年底协助中国移动在广州部署OSS4．0系统，实现vEPC、家宽业务、窄带物联网（NBIoT）等多场景网络下的统一自动化闭环运维管理。