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5G手机有了，网络还远吗？
基站,网络,核心网5G手机有了，网络还远吗？
发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：
前一段时间自己一直在做某市的5G试点项目，对5G的无线接入网相关技术有了更深入的认识。因此，希望通过无线接入网为线索（行话叫锚点），帮大家梳理一下无线侧接入网+承载网+核心网的架构，这里以接入网为主，其他两个网络的很多技术细节由于笔者研究的并不足够深入，因此以帮助大家入门为主。
在我们正式讲解之前，我想通过这张网络简图帮助大家认识一下全网的网络架构，通过对全网架构的了解，将方便您对后面每一块网络细节的理解。
这张图分为左右两部分，右边为无线侧网络架构，左边为固定侧网络架构。
无线侧：手机或者集团客户通过基站接入到无线接入网，在接入网侧可以通过RTN或者IPRAN或者PTN解决方案来解决，将信号传递给BSC/RNC。在将信号传递给核心网，其中核心网内部的网元通过IP承载网来承载。
固网侧：家客和集客通过接入网接入，接入网主要是GPON，包括ONT、ODN、OLT。信号从接入网出来后进入城域网，城域网又可以分为接入层、汇聚层和核心层。BRAS为城域网的入口，主要作用是认证、鉴定、计费。信号从城域网走出来后到达骨干网，在骨干网处，又可以分为接入层和核心层。其中，移动叫CMNET、电信叫169、联通叫163。
固网侧和无线侧之间可以通过光纤进行传递，远距离传递主要是有波分产品来承担，波分产品主要是通过WDM+SDH的升级版来实现对大量信号的承载，OTN是一种信号封装协议，通过这种信号封装可以更好的在波分系统中传递。
最后信号要通过防火墙到达INTERNET，防火墙主要就是一个NAT，来实现一个地址的转换。这就是整个网络的架构。
看完宏观的架构，让我们深入进每个部分，去深入解读一下吧。
由于我们的手机打电话或者上网时，信号首先抵达的就是无线接入网，因此这里我们从无线接入网开始谈起。
什么是无线接入网？
首先大家看一下这个简化版的移动通信架构图：
无线接入网，也就是通常所说的RAN（Radio Access Network）。
简单地讲，就是把所有的手机终端，都接入到通信网络中的网络。
大家耳熟能详的基站（BaseStation），就是属于无线接入网（RAN）。
无线基站
虽然我们从1G开始，历经2G、3G，一路走到4G，号称是技术飞速演进，但整个通信网络的逻辑架构，一直都是：手机→接入网→承载网→核心网→承载网→接入网→手机。
通信过程的本质，就是编码解码、调制解调、加密解密。
要做的事情就这么多，各种设备各司其职，完成这些事情。
通信标准更新换代，无非是设备改个名字，或者挪个位置，功能本质并没有变化。
基站系统，乃至整个无线接入网系统，亦是如此。
一个基站，通常包括BBU（主要负责信号调制）、RRU（主要负责射频处理），馈线（连接RRU和天线），天线（主要负责线缆上导行波和空气中空间波之间的转换）。
基站的组成部分
在最早期的时候，BBU，RRU和供电单元等设备，是打包塞在一个柜子或一个机房里的。
基站一体化
后来，慢慢开始发生变化。
怎么变化呢？通信砖家们把它们拆分了。
首先，就是把RRU和BBU先给拆分了。
硬件上不再放在一起，RRU通常会挂在机房的墙上。
BBU有时候挂墙，不过大部分时候是在机柜里。
机柜里的BBU
再到后来，RRU不再放在室内，而是被搬到了天线的身边（所谓的“RRU拉远”），也就是分布式基站DBS3900，我们的余承东总裁当年在圣无线的时候就是负责这方面变革的专家，该产品一出解决了欧洲运营商的刚需，为打开欧洲市场立下了汗马功劳。
天线+RRU
这样，我们的RAN就变成了D-RAN，也就是Distributed RAN（分布式无线接入网）。
这样做有什么好处呢？
一方面，大大缩短了RRU和天线之间馈线的长度，可以减少信号损耗，也可以降低馈线的成本。
另一方面，可以让网络规划更加灵活。毕竟RRU加天线比较小，想怎么放，就怎么放。
说到这里，请大家注意：通信网络的发展演进，无非就是两个驱动力，一是为了更高的性能，二是为了更低的成本。
有时候成本比性能更加重要，如果一项技术需要花很多钱，但是带来的回报少于付出，它就很难获得广泛应用。
RAN的演进，一定程度上就是成本压力带来的结果。
在D-RAN的架构下，运营商仍然要承担非常巨大的成本。因为为了摆放BBU和相关的配套设备（电源、空调等），运营商还是需要租赁和建设很多的室内机房或方舱。
大量的机房=大量的成本
于是，运营商就想出了C-RAN这个解决方案。
C-RAN，意思是Centralized RAN，集中化无线接入网。这个C，不仅代表集中化，还代表了别的意思：
相比于D-RAN，C-RAN做得更绝。
除了RRU拉远之外，它把BBU全部都集中关押起来了。关在哪了？中心机房（CO，Central Office）。
这一大堆BBU，就变成一个BBU基带池。
C-RAN这样做，非常有效地解决了前文所说的成本问题。
可能在没有接触一线业务的时候，我们总以为设备运行后，运营商大量的前都用到了网络设备的维护中，但通过前期的勘测，我才了解到，运营商支持最大的成本不是通信设备维护，也不是雇佣维护人员，而是电费！
在整个移动通信网络中，基站的能耗占比大约是……
72%
在基站里面，空调的能耗占比大约是……
56%
传统方式机房的功耗分析
采用C-RAN之后，通过集中化的方式，可以极大减少基站机房数量，减少配套设备（特别是空调）的能耗。
若干小机房，都进了大机房
机房少了，租金就少了，维护费用也少了，人工费用也跟着减少了。这笔开支节省，对饱受经营压力之苦的运营商来说，简直是久旱逢甘霖。
另外，拉远之后的RRU搭配天线，可以安装在离用户更近距离的位置。距离近了，发射功率就低了。
低的发射功率意味着用户终端电池寿命的延长和无线接入网络功耗的降低。说白了，你手机会更省电，待机时间会更长，运营商那边也更省电、省钱！
更重要一点，除了运营商可以省钱之外，采用C-RAN也会带来很大的社会效益，减少大量的碳排放（CO2）。
此外，分散的BBU变成BBU基带池之后，更强大了，可以统一管理和调度，资源调配更加灵活！
C-RAN下，基站实际上是“不见了”，所有的实体基站变成了虚拟基站。
所有的虚拟基站在BBU基带池中共享用户的数据收发、信道质量等信息。强化的协作关系，使得联合调度得以实现。小区之间的干扰，就变成了小区之间的协作（CoMP），大幅提高频谱使用效率，也提升了用户感知。
多点协作传输(CoMP，Coordinated Multiple Points Transmission/Reception)是指地理位置上分离的多个传输点，协同参与为一个终端的数据(PDSCH)传输或者联合接收一个终端发送的数据(PUSCH)。
此外，BBU基带池既然都在CO（中心机房），那么，就可以对它们进行虚拟化了！
虚拟化，就是网元功能虚拟化（NFV）。简单来说，以前BBU是专门的硬件设备，非常昂贵，现在，找个x86服务器，装个虚拟机（VM，Virtual Machines），运行具备BBU功能的软件，然后就能当BBU用啦！
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