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什么是“5G”网络?(中篇)——5G体系架构

随着对数据传输速度、传输质量要求越来越高,4G网络难以满足更多新的生产、生活需求,第五代移动通信技术应运而生,我们称之为5G,5G网络是更高水平的通信网络。

三、5G体系架构

什么是“5G”网络?(中篇)——5G体系架构

5G端到端网络的基础设施构成主要包括无线、传输、核心网和业务应用平台,以及部署所需的机房、供电低下和地上管线等设施,如下图1所示。

什么是“5G”网络?(中篇)——5G体系架构5G基础设施图

无线设备主要包含天线设备AAU(有源天线单元),通过光纤将AAU和BBU(基带处理单元)相连。其中AAU一般挂在铁塔上对一定区域提供无线覆盖,而BBU则会放置在无线接人机房中。无线接入机房除了BBU和传输设备,还会配置电源、蓄电池、空调和监控设备等。在部分应用场景中,为支持边缘计算(MEC)和部分核心网功能(UPF)的下沉,接入机房还需要支持MEC和UPF设备的部署。

传输部分主要由一张覆盖全国的光纤传输网络、光传输设备以及路由交换设备构成。根据核心网网元部署位置的不同,5G承载涉及不同层次的传输网络。

传输网络分为省际骨干传送网、省内骨干传送网和城域传送网。在城域传送网络的最末端,如在园区等地点,接入基站的传输设备串联构成城域接入层;多个接入环被串接形成城域汇聚层;多个汇聚环被连通形成城域核心层。去往部署在地市以上的核心网元,还将涉及省内或者省际骨传送网,将数据发送至核心网。为了提升网络的可靠性,各层可采用环网或网状网拓扑。

另外,传输网的建设除购买传输设和光纤之外,将涉及遍布全国的庞大光纤管线以及满足传输设备部署需求的传输设备机房及其配套设施的建设。

5G的新核心网基于服务化架构(SBA: Service- based Architecture),结合核心网的特点和技术发展趋势,将网络功能划分为可重用的若干个“服务”,“服务”之间使用轻量化接口通信。服务化架构的目标是实现5G系统的高效化、软件化、开放化。基于软件定义网络和网络功能虚拟化的平台,核心网控制面网元可承载在电信云基础设施上,实现IT化运维。所以,核心网控制面网元通常分区域地集中部署在运营商的电信云机房当中,UPF等用户面网元下沉至靠近用户的更低位置部署。

在5G网络的基础功能之上,5G网络可通过网络能力开放平台,将网络能力对外开放,结合MEC和网络切片,实现云网协同,提供更佳的用户体验和全新的垂直行业应用服务能力,赋能千行百业,加速社会的数字化转型,提供经济增长的新动能。不同于传统4G网络,5G网络切片旨在基于统一的网络基础设施提供不同的、定制化的端到端“逻辑专用网络”,最优适配不同行业用户的不同业务需求。5G天然具备的泛在化、灵活化、经济化接入特征,结合网络切片独有的“同一网络基础设施、多个逻辑专用网络”技术特点、能够很好地匹配行业客户对于通信网络业务可用、安全可靠、可管可控的核心诉求,从而在行业建网成本和业务体验保障上取得有效平衡。

基于上述能力,5G网络不仅可以为公众用户提供2C网络服务,也可以为行业客户提供2B的专网服务。目前运营商已经研究提供了以下多种类型的专网服务

虚拟专网。共用频谱、共用无线基站设备,通过QoS、网络切片技术等功能性技术与手段做到业务优先保障、业务逻辑隔离,满足网络速率、时延、可性优先保障的需求,达到业务逻辑隔离、按需灵活配置的效果。该种模式主要面向大部分广域业务和部分局域业务,且对网络能力和隔离保障有一定要求网络部署成本较低。

准物理专网。专享频谱、共用无线基站设备,通过边缘计算等影响网络架构的技术手段,结合网络切片等功能,共同做到网络专用,满足数据不出场、超低时延、专属网络的需求,达到数据流量卸载、本地业务处理的效果。该种模式主要面向局域业务,且对网络时延和隔离保障有较高的要求,网络部署成本更高。

物理专网。通过基站、频率、核心网设备的专建专享,来进一步满足超高安全性、超高隔离度、定制化网络的需求,达到专用5G网络、VP驻场服务的效果。

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