HCIA-5G网络架构及关键技术

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文章目录

  • 1 5G网络架构
    • 1.1 5G组网场景
      • 1.1.1 4G到5G的网络演进
      • 1.1.2 5G组网架构
    • 1.2 5G核心网架构
      • 1.2.1 概述
      • 1.2.2 2G/3G/4G核心网架构
      • 1.2.3 5G核心网架构
    • 1.3 5G承载网(传输网)架构
    • 1.4 5G无线网架构
    • 1.5 端到端切片
      • 1.5.1 概念
      • 1.5.2 无线侧切片:切分时域、频域资源
      • 1.5.3 核心网切片:功能/服务组合满足业务需求
      • 1.5.4 承载网切片—灵活以太Flex-Eth
  • 2 5G空口关键技术
    • 2.1 5G频谱
    • 2.2 5G空口速率提升
      • 2.2.1 5G空口基础
      • 2.2.2 5G空口物理层处理过程
      • 2.2.3 5G信道编码优化
      • 2.2.4 空口调制(比特映射成符号)技术优化
      • 2.2.5 滤波器优化—Filtered-OFDM
    • 2.3 5G空口时延降低
      • 2.3.1 空口时隙
      • 2.3.2 子帧采用灵活帧结构Numerology降低时延
      • 2.3.3 自包含时隙降低时延
      • 2.3.4 免授权调度降低时延(什么情况下使用?)
      • 2.3.5 D2D-设备直连通信降低时延
    • 2.4 5G空口覆盖提升
      • 2.4.1 上行覆盖距离和速率是短板
      • 2.4.2 上下行解耦SUL
      • 2.4.3 超级上行
    • 2.5 Massive MIMO(大规模天线阵列)同时提升覆盖和容量
  • 3 5G网络安全
    • 3.1 网络安全威胁
    • 3.2 5G空口安全
    • 3.3 5G有线网络安全

1 5G网络架构

1.1 5G组网场景

1.1.1 4G到5G的网络演进

  1. 初期:引入5G基站(gNodeB, or gNB),4G基站(eNB)和5G基站(gNB)并存。
  2. 中后期引入5G核心网(5GC),4G基站和4G核心网逐步退网;

1.1.2 5G组网架构

  1. NSA到SA
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    (1)非独立组网NSA(Not StandAlone):4G和5G的基站或核心网并存
    (2)独立组网SA:只有5G基站和5G核心网。

  2. NSA架构:有三类可选架构Option3(4GC+eNB主用)、Option7(5GC+eNB主用)和Option4(5GC+gNB主用)
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    HCIA-5G网络架构及关键技术_第3张图片

主要区别 Opt3 Opt3a Opt3x Opt7 Opt7a Opt7x Opt4 Opt4a
数据分流点 eNB 4GC gNB eNB 5GC gNB gNB 5GC
控制分流点 eNB eNB eNB eNB eNB eNB gNB gNB
核心网 4GC 4GC 4GC 5GC 5GC 5GC 5GC 5GC
  1. SA架构:有三类可选架构,实际只用Option2

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4. 5G网络架构演进路径有5种,实际选择路径2
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路径1投资太大。

增强型4G基站能同时接入4GC和5GC,所以运营商实际采用的是Option3x和Option7x综合的模式,完全可以逐步过渡到SA,期间不需要再切换控制点(切到Option4)。

1.2 5G核心网架构

1.2.1 概述

  1. 核心网位置和功能:位置处于中心,功能包括认证、鉴权、分配资源

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2. 核心网演进

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  • 2G核心网分配时隙;
  • 3G核心网软交换;
  • 4G核心网控制面和用户面分离,EPC(增强数据包交换)管数据,VoLTE管语音,开始网络功能虚拟化NFV
  • 5G核心网综合固网、无线网、窄带、宽带、2G/3G/4G/5G多种接入,云原生架构,基于服务的架构(SBA)

1.2.2 2G/3G/4G核心网架构

  1. 2G/3G

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  • RNC: 无线网络控制器,3G
  • SGSN(Serving GPRS Support Node)\GGSN(Gateway GPRS Support Node): 3G核心网元
  • 3G基站叫NodeB, GSM基站叫BTS (Base Transceiver Station)
  • BSC:GSM基站控制器
  • MSC(Mobile Services Switching Centre)/VLR(Visitor Location Register),GSM核心网元
  1. 4G

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  • 4G是全IP网络。4G基站叫“eNodeB"。 接入网叫evolved Universal Terrestrial Radio

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