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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:
这样又可以帮客户节省好多的经费,不过这项技术短期内主要还是应用于核心网的网元中,前一段时间刷屏的亚马逊上销售的仅需每月90美元的核心网设备,就是利用这项核心技术。具体的我们留到后面再说,这里让我们继续聚焦于接入网。
正因为C-RAN这种集中化的方式会带来巨大的成本削减,所以,受到运营商的欢迎和追捧。
到了5G时代,接入网又发生了很大的变化。
在5G网络中,接入网不再是由BBU、RRU、天线这些东西组成了。而是被重构为以下3个功能实体:
CU(Centralized Unit,集中单元)
DU(Distribute Unit,分布单元)
AAU(Active Antenna Unit,有源天线单元)
CU:原BBU的非实时部分将分割出来,重新定义为CU,负责处理非实时协议和服务。
AAU:BBU的部分物理层处理功能与原RRU及无源天线合并为AAU。
DU:BBU的剩余功能重新定义为DU,负责处理物理层协议和实时服务。
简而言之,CU和DU,以处理内容的实时性进行区分。
简单来说,AAU=RRU+天线
如果还不太清楚,我们看一下下面这张图:
注意,在图中,EPC(就是4G核心网)被分为New Core(5GC,5G核心网)和MEC(移动网络边界计算平台)两部分。MEC移动到和CU一起,就是所谓的“下沉”(离基站更近)。
核心网部分功能下沉
之所以要BBU功能拆分、核心网部分下沉,根本原因,就是为了满足5G不同场景的需要。
5G是一个“万金油”网络,除了网速快之外,还有很多的特点,例如时延低、支持海量连接,支持高速移动中的手机,等等。
不同场景下,对于网络的特性要求(网速、时延、连接数、能耗...),其实是不同的,有的甚至是矛盾的。
例如,你看高清演唱会直播,在乎的是画质,时效上,整体延后几秒甚至十几秒,你是没感觉的。而你远程驾驶,在乎的是时延,时延超过10ms,都会严重影响安全。
所以,把网络拆开、细化,就是为了更灵活地应对场景需求。
说到这里,就要提到5G的一个关键概念——「切片」。
切片,简单来说,就是把一张物理上的网络,按应用场景划分为N张逻辑网络。不同的逻辑网络,服务于不同场景。
不同的切片,用于不同的场景
网络切片,可以优化网络资源分配,实现最大成本效率,满足多元化要求。
可以这么理解,因为需求多样化,所以要网络多样化;因为网络多样化,所以要切片;因为要切片,所以网元要能灵活移动;因为网元灵活移动,所以网元之间的连接也要灵活变化。
所以,才有了DU和CU这样的新架构。
依据5G提出的标准,CU、DU、AAU可以采取分离或合设的方式,所以,会出现多种网络部署形态:
回传、中传、前传,是不同实体之间的连接
上图所列网络部署形态,依次为:
① 与传统4G宏站一致,CU与DU共硬件部署,构成BBU单元。
② DU部署在4G BBU机房,CU集中部署。
③ DU集中部署,CU更高层次集中。
④ CU与DU共站集中部署,类似4G的C-RAN方式。
这些部署方式的选择,需要同时综合考虑多种因素,包括业务的传输需求(如带宽,时延等因素)、建设成本投入、维护难度等。
举个例子,如果前传网络为理想传输(有钱,光纤直接到天线那边),那么,CU与DU可以部署在同一个集中点。如果前传网络为非理想传输(没钱,没那么多光纤),DU可以采用分布式部署的方式。
再例如,如果是车联网这样的低时延要求场景,你的DU,就要想办法往前放(靠近AAU部署),你的MEC、边缘云,就要派上用场。
好了,通过前面的讲解,我们应该已经大体对5G接入网的概念有了一定程度地了解,那么接下来我们再来简单地谈一谈5G承载网。
二、5G承载网
有同学就问,5G不仅仅只在接入网有变化,在即将到来的5G时代,5G的承载网和传送网会是个什么样子,会采用什么黑科技?
业界有一句话,就是承载先行。这也体现了承载网的重要性,为什么说它重要呢?因为承载网是基础资源,必须先于无线网部署到位。前面我们提到过5G的主要优点,总结而言,就三个:
1Gbps的用户体验速率:eMBB
毫秒级的延迟:uRLLC
百万级/k㎡的终端接入:mMTC
5G想要满足以上应用场景的要求,承载网是必须要进行升级改造的。
注意!划重点啦!下面这段文字很重要!
在5G网络中,之所以要功能划分、网元下沉,根本原因,就是为了满足不同场景的需要。前面再谈接入网的时候,我们提到了前传、回传等概念说的就是承载网。因为承载网的作用就是把网元的数据传到另外一个网元上。
这里我们再来具体看看,对于前、中、回传,到底怎么个承载法。
首先看前传(AAU↔DU)。主要有三种方式:
第一种,光纤直连方式。
每个AAU与DU全部采用光纤点到点直连组网,如下图:
这就属于典型的“土豪”方式了,实现起来很简单,但最大的问题是光纤资源占用很多。随着5G基站、载频数量的急剧增加,对光纤的使用量也是激增。
所以,光纤资源比较丰富的区域,可以采用此方案。
第二种,无源WDM方式。
将彩光模块安装到AAU和DU上,通过无源设备完成WDM功能,利用一对或者一根光纤提供多个AAU到DU的连接。如下图:
什么是彩光模块?
光复用传输链路中的光电转换器,也称为WDM波分光模块。不同中心波长的光信号在同一根光纤中传输是不会互相干扰的,所以彩光模块实现将不同波长的光信号合成一路传输,大大减少了链路成本。
采用无源WDM方式,虽然节约了光纤资源,但是也存在着运维困难,不易管理,故障定位较难等问题。
第三种,有源WDM/OTN方式。
在AAU站点和DU机房中配置相应的WDM/OTN设备,多个前传信号通过WDM技术共享光纤资源。如下图:
这种方案相比无源WDM方案,组网更加灵活(支持点对点和组环网),同时光纤资源消耗并没有增加。
看完了前传,我们再来看看中传(DU↔CU)和回传(CU以上)。
由于中传与回传对于承载网在带宽、组网灵活性、网络切片等方面需求是基本一致的,所以可以使用统一的承载方案。
主要有两种方案:
分组增强型OTN+IPRAN
利用分组增强型OTN设备组建中传网络,回传部分继续使用现有IPRAN架构。
端到端分组增强型OTN
中传与回传网络全部使用分组增强型OTN设备进行组网。
这里我们仅仅对承载网做了最简单的讲解,至于承载网中采用的FlexE分片技术、减低时延的技术、SDN架构等等想了解的小伙伴建议自己查一查。
最后对5G承载网做一下总结:
架构:核心层采用Mesh组网,L3逐步下沉到接入层,实现前传回传统一。
分片:支持网络FlexE分片
SDN:支持整网的SDN部署,提供整网的智能动态管控。
带宽:接入环达到50GE以上,汇聚环达到200GE以上,核心层达到400GE。
三、5G核心网
由于核心网是我认为最难的一块网络,涉及的产品非常多,实话说我也还没有理解透,因此这里采用从2G到5G核心网演进的方式,帮助大家初步了解核心网。尤其会重点说一说,马上进入5G时代了,我们的核心网究竟会变成什么样子。
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