5g网络架构图思想(5G的网络架构图)
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5G接入网有哪几部分组成?各部分功能是什么?
5G接入网(AN)有无线侧网络架构和固定侧网络架构。
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。
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网络特点
峰值速率需要达到Gbit/s的标准,以满足******、虚拟现实等大数据量传输。
空中接口时延水平需要在1ms左右,满足自动驾驶、远程医疗等实时应用。
超大网络容量,提供千亿设备的连接能力,满足物联网通信。
频谱效率要比LTE提升10倍以上。
连续广域覆盖和高移动性下,用户体验速率达到100Mbit/s。
流量密度和连接数密度大幅度提高。
系统协同化、智能化水平提升,表现为多用户、多点、多天线、多摄取的协同组网,以及网络间灵活地自动调整。
参考资料来源:百度百科-5G
5G网络架构有哪几种?
5G有两种组网架构,分别是NSA与SA。
NSA:非独立组网架构,意思是此架构下,5G必须依赖4G网络来部署。5G终端与核心网之间***用4G的协议栈架构实现,4G核心网只要经过简单的升级就可以支持NSA,实现5G基站接入。NSA终端需要支持同时接入到4G基站与5G基站(称为双连接),在此架构中,5G基站主要是发挥其高带宽的特性,提升用户数据的传输能力。***用NSA架构可以快速建设5G网络,建设成本低。
SA:独立组网架构,就是说5G独立组网,不依赖4G网络。在此架构中,终端不需要接入4G基站,所有的信令与数据都由5G基站完成。此时,必须新建全新的5G核心网,5G核心网引入了很多新的技术特性(如服务化架构等),一般***用虚拟化技术部署在数据中心,建设成本较高。
SA架构,引入了很多新的特性,最重要的特性是切片(其意思是在一张网络上构建出多张独立的虚拟网络,满足不同的业务需求)。SA网络是NSA网络的演进方向。
目前全球已经建成的5G网络,绝大部分都是NSA,只有少量的5G网络是SA。我国三个运营商已经***用SA架构建成了世界上最大、最先进的5G网络,是值得骄傲的事情。
5G接入网由哪些网元组成,有什么不同架构?
5G接入网(AN)有无线侧网络架构和固定侧网络架构。
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。
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5G网络的主要优势在于,数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络,最高可达10Gbit/s,比当前的有线互联网要快,比先前的4G LTE蜂窝网络快100倍。另一个优点是较低的网络延迟(更快的响应时间),低于1毫秒,而4G为30-70毫秒。
由于数据传输更快,5G网络将不仅仅为手机提供服务,而且还将成为一般性的家庭和办公网络提供商,与有线网络提供商竞争。以前的蜂窝网络提供了适用于手机的低数据率互联网接入,但是一个手机发射塔不能经济地提供足够的带宽作为家用计算机的一般互联网供应商。
参考资料来源:百度百科-5G
为什么5G需要网络切片 以及如何实现
5G和网络切片
当5G被广泛提及的时候,网络切片是其中讨论最多的技术。像KT、SK Telecom、China Mobile、DT、KDDI、NTT等网络运营商,以及Ericsson、Nokia 、Huawei 等设备商都认为网络切片是5G时代的理想网络架构。
这个新技术可以让运营商在一个硬件基础设施切分出多个虚拟的端到端网络,每个网络切片从设备到接入网到传输网再到核心网在逻辑上隔离,适配各种类型服务的不同特征需求。
对于每一个网络切片,像虚拟服务器、网络带宽、服务质量等专属***都得到充分保证。由于切片之间相互隔离,所以一个切片的错误或故障不会影响到其它切片的通信。
为什么5G需要网络切片
从以往到目前4G网络,移动网络主要服务移动手机,一般来说只为手机做一些优化。然而在5G时代,移动网络需要服务各种类型和需求的设备。大家提的比较多的应用场景包括移动宽带、大规模物联网、任务关键的物联网。他们都需要不同类型的网络,在移动性、计费、安全、策略控制、延时、可靠性等方面有各不相同的要求。
例如一个大规模物联网服务连接固定传感器测量温度、湿度、降雨量等。不需要移动网络中那些主要服务手机的切换、位置更新等特性。另外像自动驾驶以及远程控制机器人等任务关键的物联网服务需要几毫秒的端到端延时,这就和移动宽带业务大不相同。
5G的主要应用场景
这是不是意味着我们需要为每一个服务建设一个专用网络了?例如,一个服务5G手机,一个服务5G大规模物联网,一个服务5G任务关键的物联网。其实不需要,因为我们可以通过网络切片技术在一个独立的物理网络上切分出多个逻辑的网络,这是一个非常节省成本的做法!
网络切片的应用需求
NGMN发布的5G***中阐述的5G网络切片如下图所示:
NGMN 5G网络切片示意图
我们怎么实现端到端网络切片?
(1)5G的无线接入网络和核心网:NFV化
在如今的移动网络中,主要的设备是手机。RAN(DU和RU)和核心功能由RAN厂商提供的专用网络设备构建。为了实现网络切片,网络功能虚拟化(NFV)是一个先决条件。基本上,NFV的主要思想是将网络功能软件(即分组核心中的MME,S / P-GW和PCRF以及RAN中的DU)全部部署在商业服务器上的虚拟机,而不是单独部署在其专用网络设备。这样,RAN当作边缘云,而核心功能当作核心云。位于边缘和核心云中的VM之间的连接使用SDN进行配置。然后,为每个服务(即电话切片、大规模物联网切片、任务关键的物联网切片等等)创建切片。
如何实现网络切片之一
下图显示了每个服务专用的应用程序如何可以虚拟化并安装在每个切片中。 例如,切片可以配置如下:
(1)UHD切片:在边缘云中虚拟化DU,5G核心(UP)和缓存服务器,以及在核心云中虚拟化5G核心(CP)和MVO服务器
(2)电话切片:在核心云中虚拟化具有全移动功能的5G核心(UP和CP)和IMS服务器
(3)大规模物联网切片(例如传感器网络):在核心云中虚拟化一个简单轻便的5G内核没有移动性管理功能
(4)任务关键的物联网切片:在边缘云中虚拟化5G核心(UP)和相关服务器(例如V2X服务器),用于最小化传输延迟
到目前为止,我们需要为具有不同要求的服务创建专用切片。并且根据不同服务特性将虚拟网络功能放置在每个切片中的不同位置(即边缘云或核心云)。此外,一些网络功能例如如计费,策略控制等,在某些切片中可能是必要的,但在其他网络切片中不是必需的。运营商可以按照他们想要的方式定制网络切片,而且可能是最具成本效益的方式。
如何实现网络切片之二
(2)边缘与核心云间的网络切片:IP/MPLS-SDN
软件定义网络,尽管在首先介绍的时候是一个很简单的概念,但现在变得越来越复杂。就以Overlay形式为例,SDN技术能够在现有的网络基础设施上提供虚拟机间的网络连接。
端到端网络切片
首先我们看如何保证边缘云与核心云的虚拟机间的网络连接是安全的,虚拟机间的网络需要基于IP/MPLS-SDN和Transport SDN来实现。本文我们主要讨论路由器厂商提供的IP/MPLS-SDN。Ericsson和Juniper都提供IP/MPLS SDN网络架构产品。操作有些许不同,但基于SDN的虚拟机间的连接是极其相似的。
在核心云中是虚拟化服务器。 在服务器的管理程序中,运行内置的vRouter / vSwitch。 SDN控制器提供虚拟化服务器和DC G / W路由器(云数据中心中创建MPLS L3 ***的PE路由器)间的隧道配置,在核心云中的每个虚拟机(例如5G IoT核心)和DC G / W路由器间创建SDN隧道(即MPLS GRE或VXLAN)。
然后,由SDN控制器管理这些隧道和MPLS L3 ***(例如IoT ***)之间的映射。该过程在边缘云中也是一样,创建一个物联网切片从边缘云连接到IP / MPLS骨干,并一直到核心云。 这个过程可以基于目前为止成熟可用的技术和标准来实现。
(3)边缘与核心云间的网络切片:IP/MPLS-SDN
现在剩下的是移动前传网络。 我们如何在边缘云和5G RU之间切割这个移动前传网络? 首先,必须首先定义5G前传网络。大家在讨论中存在一些选择(例如通过重新定义DU和RU的功能来引入新的基于分组的前传网络),但是还没有做出标准定义。下图是在ITU IMT 2020工作组中给出的图示,并给出了虚拟化前传网络的示例。
5G网络架构?
5G网络标准分为独立组网模式(SA)和非独立组网模式(NSA)两大类。
独立组网模式是指需要全新打造5G网络环境,如5G基站、5G核心网等。
非独立组网模式是指在现有的4G硬件设施基础上,实施5G网络的部署工作。
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