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一文看懂5G网络(接入网+承载网+核心网)1

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2019-08-30
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本文以无线接入网为线索,梳理一下无线侧接入网+承载网+核心网的架构,主讲无线接入网,浅析承载网和核心网,帮助大家更深入的了解5G,也帮助新手更好的入门。


在我们正式讲解之前,首先通过这张网络简图帮助大家了解全网的网络架构,以便可以对后面每一块网络细节的理解有所帮助。



这张图分为左右两部分,右边为无线侧网络架构,左边为固定侧网络架构。


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。其中,移动叫CMNET、电信叫169、联通叫163。


固网侧和无线侧之间可以通过光纤进行传递,远距离传递主要是有波分产品来承担,波分产品主要是通过WDM+SDH的升级版来实现对大量信号的承载,OTN是一种信号封装协议,通过这种信号封装可以更好的在波分系统中传递。


最后信号要通过防火墙到达INTERNET,防火墙主要就是一个NAT,来实现一个地址的转换。这就是整个网络的架构。


看完宏观的架构,让我们深入进每个部分,去深入解读一下吧。


什么是无线接入网?

首先大家看一下这个简化版的移动通信架构图:



无线接入网,也就是通常所说的RAN(Radio Access Network)



简单地讲,就是把所有的手机终端,都接入到通信网络中的网络。


大家耳熟能详的基站(BaseStation),就是属于无线接入网(RAN)


无线基站


虽然我们从1G开始,历经2G、3G,一路走到4G,号称是技术飞速演进,但整个通信网络的逻辑架构,一直都是:手机→接入网→承载网→核心网→承载网→接入网→手机。


通信过程的本质,就是编码解码、调制解调、加密解密。



要做的事情就这么多,各种设备各司其职,完成这些事情。


通信标准更新换代,无非是设备改个名字,或者挪个位置,功能本质并没有变化。


基站系统,乃至整个无线接入网系统,亦是如此。


一个基站,通常包括BBU(主要负责信号调制)、RRU(主要负责射频处理),馈线(连接RRU和天线),天线(主要负责线缆上导行波和空气中空间波之间的转换)。


基站的组成部分


在最早期的时候,BBU,RRU和供电单元等设备,是打包塞在一个柜子或一个机房里的。


基站一体化


后来,慢慢开始发生变化。


怎么变化呢?通信砖家们把它们拆分了。


首先,就是把RRU和BBU先给拆分了。




硬件上不再放在一起,RRU通常会挂在机房的墙上。



BBU有时候挂墙,不过大部分时候是在机柜里。


机柜里的BBU


再到后来,RRU不再放在室内,而是被搬到了天线的身边(所谓的“RRU拉远”),也就是分布式基站DBS3900,我们的余承东总裁当年在圣无线的时候就是负责这方面变革的专家,该产品一出解决了欧洲运营商的刚需,为打开欧洲市场立下了汗马功劳。




天线+RRU


这样,我们的RAN就变成了D-RAN,也就是Distributed RAN(分布式无线接入网)。


这样做有什么好处呢?


一方面,大大缩短了RRU和天线之间馈线的长度,可以减少信号损耗,也可以降低馈线的成本。


另一方面,可以让网络规划更加灵活。毕竟RRU加天线比较小,想怎么放,就怎么放。



说到这里,请大家注意:通信网络的发展演进,无非就是两个驱动力,一是为了更高的性能,二是为了更低的成本



有时候成本比性能更加重要,如果一项技术需要花很多钱,但是带来的回报少于付出,它就很难获得广泛应用。


RAN的演进,一定程度上就是成本压力带来的结果。


D-RAN的架构下,运营商仍然要承担非常巨大的成本。因为为了摆放BBU和相关的配套设备(电源、空调等),运营商还是需要租赁和建设很多的室内机房或方舱。


大量的机房=大量的成本


于是,运营商就想出了C-RAN这个解决方案。



C-RAN,意思是Centralized RAN集中化无线接入网这个C,不仅代表集中化,还代表了别的意思:


来源赵越(beyondall_Zhao,部分图片内容来自鲜枣课堂(侵删)



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