5g网络架构及关键技术（5g网络架构及关键技术包括）
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本文目录一览：
5g的关键技术有哪些
5G组网方式：NSA为非独立组网，指的是利用现有4G网络部署5G网络能力。SA为独立组网，指单独建设的5G网络。
5g的三大核心技术
5G的三大核心技术分别是SBA、CUPS和网络切片。
什么是SBA？
SBA（ServiceBasedArchitecture），即基于服务的架构。它基于云原生构架设计，借鉴了IT领域的“微服务”理念。
众所周知，传统网元是一种紧耦合的黑盒设计，NFV（网络功能虚拟化）从黑盒设备中解耦出网络功能软件，但解耦后的软件依然是“大块头”的单体式构架，需进一步分解为细粒度化的模块化组件，并通过开放API接口来实现集成，以提升应用开发的整体敏捷性和弹性。
为此，业界提出了基于CloudNative的设计原则。
CloudNative的使命是改变世界如何构建软件，其主要由微服务架构、DevOps和以容器为代表的敏捷基础架构几部分组成，目标是实现交付的弹性、可重复性和可靠性。
微服务就是指将Monolithic（这个词太难传神翻译了，本文翻译成单体式应用程序）拆分为多个粒度更小的微服务，微服务之间通过API交互，且每个微服务独立于其他服务进行部署、升级、扩展，可在不影响客户使用的情况下频繁更新正在使用的应用。
正是基于这样的设计理念，传统网元先是转换为网络功能（NF），然后NF再被分解为多个“网络功能服务”。
SBA=网络功能服务+基于服务的接口。网络功能可由多个模块化的“网络功能服务”组成，并通过“基于服务的接口”来展现其功能，因此“网络功能服务”可以被授权的NF灵活使用。
其中，NRF（NFRepositoryFunction，NF贮存功能）支持网络功能服务注册登记、状态监测等，实现网络功能服务自动化管理、选择和可扩展。
CUPS
CUPS（ControlandUserPlaneSeparation），即控制与用户面分离。目的是让网络用户面功能摆脱“中心化”的囚禁，使其既可灵活部署于核心网（中心数据中心），也可部署于接入网（边缘数据中心），最终实现可分布式部署。
事实上，核心网一直沿着控制面和用户面分离的方向演进。比如，从R7开始，通过DirectTunnel技术将控制面和用户面分离，在3GRNC和GGSN之间建立了直连用户面隧道，用户面数据流量直接绕过SGSN在RNC和GGSN之间传输。到了R8，出现了MME这样的纯信令节点。
只是到了4.5G和5G时代，这一分离的趋势更加彻底，也更加必要。
其中一大原因就是，为了满足5G网络毫秒级时延的KPI。
光纤传播速度为200km/ms，数据要在相距几百公里以上的终端和核心网之间来回传送，显然是无法满足5G毫秒级时延的。物理距离受限，这是硬伤。
因此，需将内容下沉和分布式的部署于接入网侧（边缘数据中心），使之更接近用户，降低时延和网络回传负荷。
网络切片
5G服务是多样化的，包括车联网、大规模物联网、工业自动化、远程医疗、VR/AR等等。
这些服务对网络的要求是不一样的，比如工业自动化要求低时延、高可靠但对数据速率要求不高；******无需超低时延但要求超高速率；一些大规模物联网不需要切换，部分移动性管理对之而言是信令浪费等等，为此5G要像一把瑞士军刀一样，多功能满足差异化的网络服务。
于是，我们就要把网络切成多个虚拟且相互隔离的子网络，分别应对不同的服务。
当然，这么灵活的切片工作岂是传统大块头的黑盒设备能担当的，自然要虚拟化、软件化，再将网络功能进一步细粒度模块化，才能实现灵活组装业务应用。
因此，3GPP就确认了由中国移动牵头26家公司提出的SBA构架为5G核心网基础构架。
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无线接入的关键技术主要包含
5G网络技术主要分为三类：核心网、回传和前传网络、无线接入网。核心***键技术主要包括：网络功能虚拟化（NFV）、软件定义网络（SDN）、网络切片和多接入边缘计算（MEC）。
NFV，就是通过IT虚拟化技术将网络功能软件化，并运行于通用硬件设备之上，以替代传统专用网络硬件设备。
NFV将网络功能以虚拟机的形式运行于通用硬件设备或白盒之上，以实现配置灵活性、可扩展性和移动性，并以此希望降低网络CAPEX和OPEX。
NFV要虚拟化的网络设备主要包括：交换机（比如OpenvSwitch）、路由器、HLR（归属位置寄存器）、SGSN、GGSN、CGSN、RNC（无线网络控制器）、SGW（服务***）、PGW（分组数据网络***）、RGW（接入***）、BRAS（宽带远程接入服务器）、CGNAT（运营商级网络地址转换器）、DPI（深度包检测）、PE路由器、MME（移动管理实体）等。NFV独立于SDN，可单独使用或与SDN结合使用。
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