5G无线网络架构及规划

5G无线网络架构及规划

5G通信网络架构

移动通信网络由三部分构成
接入网 承载网 核心网

接入网的发展历程

1G基站：BS
2G基站：BTS
3G基站：NodeB
4G基站：eNB
5G基站：gNB

基站的组成：天线、铁塔、机房

1G基站TACS

2G基站BTS 分为：天馈线、公共单元、收发单元、合分路单元

3G基站NB

4G基站eNB
SingleRAN一套设备融合了2G/3G/4G多种标准制式
5G基站gNB

无线接入网架构演进
D-RAN：分布式无线接入网
D-RAN优点
1.BBU和RRU分离，缩短了RRU和天线之间馈线的长度，减少信号损耗
2.网络规划更加灵活
3.RRU和天线距离近，放置和安装更加方便

C-RAN：云无线接入网

特点：
Centralization（集中化）
Cloud（云化）
Cooperation（协作）
Clean（清洁）

C-RAN优点
1.减少了基站机房建设
2.降低了租金成本
3.人力维护成本
4.集中化BBU池，易于管理维护

4G时代无线接入网架构

5G时代C-RAN架构

5G时代，接入网又发生了很大的变化。5G需要满足业务面向多样化需求，支持超高速率、超低时延和超多连接，因此对基站和接入网架构都提出新的要求:
5G基站前传带宽高达数百G至Tbps,传统BBU与RRU间的CPRI光线接口压力太大，需将部分功能分离，以减少前传带宽。
5G面向多业务，低时延应用需更加靠近用户，超大规模物联网应用需高效的处理能力，5G基站应具备灵活的扩展功能。
5G基站被重构为三部分: CU、DU和AAU。AAU与DU之间的网络称为前传，CU和DU之间称为中传，而CU到核心网之间称为回传。
这样的构架设计可以更好的促进RAN虛拟化，还可减少前传带宽，同时满足低时延需
求。

为了满足5G不同场景的使用需求，就涉及到5G的一个关键技术----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。

为了达到5G提出的性能标准要求，同时结合实际的环境条件。CU、DU、AAU可以采
取分离或合设的多种部署方式。
前传、中传、回传，指不同实体之间的连接

（1）与传统4G宏站- -致，CU与DU同一环境部署，构成BBU单元。
（2）DU部署在4GBBU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

5G承载网
前传
光纤直连方式（点到点）
1.成本最高
2.结构很简单
3.性能最佳
4.光纤资源占用多

无缘WDM方式
将彩光模块安装到AAU和DU上，通过无源设备完成WDM (波分复用)功能，利用一对或者一根光纤提供名个AAU到DU的连接。
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。
1.节约了光纤资源
2.运维困难不易管理
3.故障定位较难

有缘WDM/OTN方式
相比无源WDM方案，
组网更加灵活，光纤资源消耗并没有增加

SDN切片分组网络
SPN ( Silicing Packet Network)是中国移动面向5G承载的自主创新的技术体系。SPN技术白皮书指出SPN将分为切片分组层(SPL)，切片通道层(SCL)，切片传送层(STL)三层，结合时间/时钟同步功能模块和管理/控制功能模块，实现大带宽、低时延、高效率的综合业务承载，是打造下一代的以5G承载为核心，兼顾家客、集客业务的统一高效综合 业务传输网络的优选方案。

中传和回传
中传(DU→CU) 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，所以可使用统一的承越方案。
主要有两种方案，分别是分组增强型OTN+IPRAN方案、端到端分组增强型OTN方案。

分组增强型OTN+IPRAN方案架构

端到端分组增强型OTN方案架构

核心网

2G时代核心网架构

2.5G过度版本架构

3G时代核心网架构

宽带网络：光纤
窄带网络：2M线

4G时代核心网架构

5G时代网络架构

5G核心网就是模块化、软件化

MEC 移动边缘计算
MEC主要优势，省时、省力、省流量、简单细致高效。

5G三朵云架构愿景

接入云 控制云 转发云

覆盖规划

容量规划
满足当前需求、兼顾后期发展
满足总体需求、同时满足局部需求
网络容量分。上下行吞吐量，通常合计规划
网络容量警戒线，一般设置为容量的50%- 70%

质量规划

成本规划
网络建设投资及运营维护成本
网络建设投资和运维成本之间取得最佳平衡

规划流程
需求分析
网络规模估算
站址规划
无线网络仿真
无线参数规划