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一文看懂5G网络(接入网+承载网+核心网)3

一文看懂5G网络(接入网+承载网+核心网)3 Pinfa中国无卤阻燃
2019-09-06
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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。



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。


什么是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(DUCU)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。



来源赵越(beyondall_Zhao,部分图片内容来自鲜枣课堂(侵删)

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