5g网络架构演进思路(5G网络的架构)

网络设计 894
今天给各位分享5g网络架构演进思路的知识,其中也会对5G网络的架构进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!本文目录一览: 1、5G 技术架构和关键技术

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5G 技术架构和关键技术

挑战:现在仅实现独立 5G 组网,后续要实现车联网之类的应用,必须提供站间互传的连续覆盖,5G 的最大覆盖范围200-300米。

NGC(Next Generation Core):下一代核心网;

NG-RAN(Next Generation Radio Access Network):下一代接入网。

EPC(Evolved Packet Core):演进包转发核心网;

4G 网络中,网络中的组件称为网元功能。使用的专用网络设备实现某些功能。

5G 网络中,网络组件称为网络功能。使用虚拟化的网络功能来实现网络功能,便于管理,弹性伸缩。

将专用设备转为虚拟化网络功能。

4G 中,所有设备共享一个通道进行通信。

5G 中,业务被分割在不同的管道内。

用户面功能:编解码、SA、TCP 加速、***优化、缓存、Web 加速、可靠性。

控制面板功能:注册、移动性管理、安全、服务管理、QoS、鉴权、路由、策略控制、用户数据管理、应用功能。

4G 中,数据需要经过接入网,传入核心网,再穿回来。

5G 中,中心DC负责:信令面集中,简化运维,服务化架构到敏捷运维。本地DC:流量本地化、无缝移动业务锚点。边缘 DC:用户体验提升,原生MEC 能力。

控制信息传到 DC,用户数据本地处理。

业务之间的隔离:TDM,时分多址;

业务内的隔离:***。

BBU 从放置在站点,到放置在汇聚点(放置BBU,需要机房,集中管理成本更低)。

CU/DU的划分:按照延迟划分,延迟要求高的放置在 CU,延迟不敏感的放置在 DU。

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。

5G产业生态的总体架构是什么?有哪些机构和企业组成?

5G产业概述

一、5G概述

5G,即第五代移动电话行动通信标准,也称第五代移动通信技术。目前5G技术正在落地中,***预计可达1.25GB/S。与2G、3G、4G不同的是,5G是对现有无线接入技术(包括2G、3G、4G和WiFi)的演进,以及一些新增的补充性无线接入技术集成后解决方案的总称。5G三大应用场景有eMBB、uRLLC、mMTC。

二、5G产业发展历程与宏观环境分析

(一)1G-5G产业发展历程

1980S,1G网络诞生于美国芝加哥。1G网络只能用于语音传输,不仅速度慢,信号也不稳定。1990S,人们进入2G时代,速率快了很多,可以上网发短信。到了2000S,3G开始盛行,数据传输能力得到显著提升,峰值速率可达2Mbps至数十Mbps,支持***电话等移动多媒体业务。进入2010S,就是现在依然很流行的4G网络,峰值速率可达100Mbps至1Gbps。相对于4G技术,5G将以一种全新的网络构架,提供峰值10Gbps以上的宽带、毫秒级时延和超高密度连接,实现网络性能新的跃升,开启万物互联的新时代。

(二)5G产业宏观环境分析

1、政策支持分析

资料来源:中创产业研究院整理

2、技术推动分析

国内外在5G技术方面均实现了突破,如毫米波、无人车以及无人机的自动驾驶、关键的应用芯片、接入单元等。与国外相比,中国在5G布局上更成熟。

中国方案入选5G标准

2016年11月17日,3GPP(第三代合作伙伴***,类似于国际通信标准化机构)第87次会议就5G短码方案进行讨论,最终华为方案胜出,中国方案入选5G标准。

5G编码技术

5G三大编码候选技术的背后是真正的三国之战:美国以高通为领队主推LDPC;法国主推Turbo2.0;以及中国的Polar code。其中,Polar Code拿下5G控制信道eMBB场景编码方案,LDPC成为数据信道的上行和下行短码方案。

Polar码技术

Polar码则是编码界新星,中国公司对Polar码的潜力有共识,并投入了大量研发力量对其在5G应用方案进行深入研究、评估和优化,在传输性能上取得突破。华为在Polar码技术研究上投入巨大,中国移动及中国信息通信研究院在Polar码技术的评估、国际标准化方面做了大量工作。

三、5G产业对经济社会发展预计贡献

(一)5G对经济产出的贡献

2030年5G带动的直接产出和间接产出将分别达到6.3万亿和10.6万亿元。在直接产出方面,按照2020年5G正式商用算起,预计当年将带动约4840亿元的直接产出。在间接产出方面,2020年、2025年和2030年,5G将分别带动1.2万亿、6.3万亿和10.6万亿。

5G的直接和间接经济产出(亿元),数据来源:中国通信院

(二)5G对经济增加值的贡献

2030年,预计5G对经济增加值的直接贡献将超过2.9万亿元,对当年GDP增长的贡献率将达到5.8%,这主要来自于用户购买移动互联网信息服务的支出、各垂直行业的网络设备投资和流量消费支出等。2030年,5G间接拉动的GDP将进一步增长到3.6万亿元。

5G的直接和间接经济增加值贡献(万亿元),数据来源:中国通信院

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5G产业发展现状

一、国际5G产业发展现状

(一)主要国家5G专利占比情况

根据Netscribes的统计,2015年后中国凭借华为和中兴的高频研发投入,在5G专利库中的专利占比一举成为全球首位,占比达到32%,主导5G技术与专利。各主要国家5G专利占比情况如下图所示:

数据来源:Netscribes,安信证券,中创产业研究院

(二)全球5G布局

目前,全世界已经有56个国家开始布局5G网络建设,其中有25个国家选择与华为合作,远远领先竞争对手爱立信和诺基亚,华为凭借强大的专利技术和优质的服务占据了全球近一半的市场。

在亚洲地区,除了日本和韩国之外,中东地区基本上都与华为进行合作。东南亚的国家,也在紧锣密鼓的进行招标;而欧洲市场,华为已经与许多国家签订了合作协议。与很多国家的运营商在4g网络建设方面用的就是华为的设备有关。在美洲市场,可以说是爱立信以及诺基亚的天下。毕竟美国,澳大利亚,以及新西兰都已经明确地拒绝了华为。只有加拿大方面,还没有给出明确的答复。

资料来源:中创产业研究院整理

(三)各主要国家5G频谱***

目前,各主要国家已经完成低频段频谱的分配,正致力于中频段、高频段频谱的规划、建设与拍卖。未来几年,由于5G技术的全面覆盖和应用场景的丰富,高频谱研发以及中频段、高频段频谱分配问题将成为5G产业关注的焦点领域之一。

1.美国

1)频谱分配现状

2)5G频谱***

高频段

2016年7月,FCC公布将24GHz以上频段用于5G的新规则;2017年11月,FCC又新增了共1700MHz带宽用于促进5G网络部署,包括24GHz频段上的700MHz带宽和47GHz频段上的1GHz带宽;2018年3月,FCC决定于2018年11月14日拍卖28GHz频段,随后进行24GHz频段拍卖。

中频段

FCC正释放3550–3700MHz频段的CBRS(citizens broadband radio service,市民宽带无线服务)为共享移动宽带使用。2017年8月,FCC发布扩展灵活使用3.7-4.2GHz、5.925-6.425GHz和6.425-7.125GHz三大中频段的咨询。2018年2月,FCC表示将在几个月内制定3.7-4.2GHz频段用于商用地面移动网络的措施。

2.日本

1)频谱分配现状

2)5G频谱***

日本***在2020年东京奥运会期间商用5G,其5G频谱***如下:

***对1.7GHz(1710–1750/1810–1850MHz)、2.3GHz(2300–2330/2370–2400MHz)、2.6GHz(2500–2545/2645–2690MHz)和3.4–3.48GHz频段进行重新分配。2018年3月,发布了1.7GHz和3.4-3.48GHz频段的规则草案。

***于2019年3月分配3.6-4.2GHz和4.4-4.9GHz频段。

***于2019年3月分配27.5-29.5GHz的5G毫米波频段,提出该毫米波频段要与美国和韩国保持一致。

3.韩国

1)频谱分配现状

2)5G频谱***

韩国科学技术信息通信部(MSIT)于2017年初发布国家宽带/频谱***(K-ICT),提出到2018年至少为5G分配1300MHz带宽的频段,包括3.4-3.7GHz频段和27.5-28.5GHz频段,并***于2018年6月至10月期间拍卖这两大频段,同时***于2019年3月开始5G商用。

(四)全球运营商5G建设规划

全球运营商5G建设规划,基本集中在2019年底至2020年,大多数国家都预计在2020年左右实现5G服务的全面使用。中国、美国、日本、英国、韩国等5G相关技术研发的重要国家有望走在最前端,从而能最早实现5G技术的全面覆盖。各运营商建设规划的具体情况如下表所示:

资料来源:各国运营商***、安信证券,中创产业研究院整理

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。

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