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[技术讨论] 5G承载网,究竟玩出了哪些新花样? [复制链接]

军衔等级:

  上等兵

注册时间:
2007-1-24
发表于 2018-3-14 14:18:58 |显示全部楼层





让我们从头开始说起吧。

我们天天都在说5G,盼5G,就是因为5G很牛掰。那么,它到底牛掰在哪呢?

其实,5G的主要优点,总结而言,就三个:
  • 1Gbps的用户体验速率
  • 毫秒级的延迟
  • 百万级/k㎡的终端接入

ITU(国际电信联盟)给出了更高大上的叫法,归纳为三大典型应用场景




说白了,下一代通信网络所有的行业应用,都是围绕这三个场景来的。




例如,
VR(虚拟现实),超高分辨率显示,会涉及到巨大的数据传输带宽,和增强型移动宽带相关。
自动驾驶(或远程驾驶),高速行驶的车辆,需要极低的通信时延,和高可靠低时延通信相关。
智慧城市,例如远程抄表、智慧路灯,需要和海量的终端进行有效通信,和大规模机器通信相关。

5G想要满足以上应用场景的要求,就必须在现有技术的基础上,进行大刀阔斧的改造。

承载网,就是挨刀的对象之一。

相比于4G来说,5G的接入网(就理解为基站系统吧)发生了翻天覆地的变化,进而带着承载网(基站和基站之间、基站和核心网之间的连接系统)也发生了巨变。

在5G网络中,接入网不再是由BBU(基带处理单元)RRU(射频拉远单元)天线这些东西组成了。而是被重构为以下3个功能实体:
  • CU(Centralized Unit,集中单元)
  • DU(Distribute Unit,分布单元)
  • AAU(Active Antenna Unit,有源天线单元)



CU:原BBU的非实时部分将分割出来,重新定义为CU,负责处理非实时协议和服务。
DU:BBU的剩余功能重新定义为DU,负责处理物理层协议和实时服务。
AAU:BBU的部分物理层处理功能与原RRU及无源天线合并为AAU。




简单来说,AAU=RRU+天线

再抛一张图给大家,应该能看得更明白一些:




注:图中,EPC(就是核心网部分)被分为New Core和MEC两部分,并且下沉(离基站更近)。关于5G核心网,小编下次专门介绍。

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。

不同场景下,对于网络的特性要求(网速、时延、连接数、能耗...),其实是选择性的,有的甚至是矛盾的。

例如,你看高清演唱会直播,实际上在乎的是画质,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,一定要时效性很强,慢0.1秒都会死人,但你不在乎画质是否4K分辨率。

5G就一张物理网络,为了满足不同人群的不同场景需要,它就必须是一个见招拆招的“百变星君”——对于自动驾驶(低时延),它用的是某1号网络架构。对于VR(大带宽),它用的是某2号网络架构。以此类推。

怎样才能做到呢?

切片。

5G提出了一个「切片」的概念。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,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。小编认为,理解切片,是理解5G网络思想的重要一步

总而言之,
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。所以,才有了变来变去的回传、中传、前传。这三个概念,简单说,这是对不同实体之间的连接,就是承载网的主要组成部分。

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:




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。


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(DU↔CU)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。





好了,因为篇(da)幅(nao)有限,小编今天就先说到这里。

中国有句古话——“要想富,先修路”。如果要建设牛掰的5G,就必须先建设牛掰的承载网。

但是,老外也有句古话——“罗马不是一日建成的”。5G的建设,需要非常庞大的投资,没有任何运营商能够一蹴而就,一定是一个长期的过程。

所以,不用着急,就让我们静静地等待吧!

加油,5G! 加油,5G承载网!


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