5G -- 5G网络架构

5G组网场景

从4G到5G的网络演进：

1、UE -> 4G基站 -> 4G核心网
        * 摆设初中期，利用存量网络，引入5G基站，4G与5G基站并存
2、UE -> (4G基站、5G基站) -> 4G核心网         
        * 摆设中后期，引入5G核心网，4G基站徐徐退网
3、UE -> 5G基站 -> 5G核心网       
   
NSA组网架构：

Option3系列：Option3 、Option3a、Option3x

架构：UE -> （4G基站、5G基站）-> 4G核心网
区别：用户面的数据分流点差异，以核心网发送指令为例
Option3:   4G核心网 -> 4G基站 -> UE、4G核心网 -> 4G基站 -> 5G基站 ->UE； 分流点： 4G基站
Option3x: 4G核心网 -> 5G基站 -> UE、4G核心网 -> 5G基站 -> 4G基站 ->UE； 分流点： 5G基站
Option3a: 4G核心网 -> 4G基站 -> UE、4G核心网 -> 5G基站 -> UE； 分流点：4G核心网
  // 华为基站不支持Option3a（核心网无法感知手机信号强弱，无法动态调解数据分流的百分比）
基站能感知到UE信号的强弱，可动态分流决定由4G基站发送照旧5G基站发送（Option3a只能静态分流）
Option7系列：Option7 、Option7a、Option7x

架构：UE -> （加强型4G基站、5G基站）-> 5G核心网
区别：用户面的数据分流点差异，以核心网发送指令为例
Option7:   5G核心网 -> 加强型4G基站 -> UE、5G核心网 -> 加强型4G基站 -> 5G基站 ->UE； 分流点： 加强型4G基站
Option7x: 5G核心网 -> 5G基站 -> UE、5G核心网 -> 5G基站 -> 加强型4G基站 ->UE； 分流点： 5G基站
Option7a: 5G核心网 -> 加强型4G基站 -> UE、5G核心网 -> 5G基站 -> UE； 分流点：5G核心网
Option4系列：Option4 、Option4a

SA组网架构：

Option1（单纯的4G组网）：

4G核心网 -> 4G基站 -> UE
Option2（现在在利用的独立5G组网）：

5G核心网 -> 5G基站 -> UE
Option5：

5G核心网 -> 加强型4G基站 -> UE
Option6：

4G核心网 -> 5G基站 -> UE

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5G核心网架构

核心网的网络职位：

        核心网是移动通讯体系中的关键网络构成部分，它毗连移动装备和其他网络，并提供数据传输、信令处置惩罚和用户管理等功能。核心网通过一系列的协媾和接口，与无线接入网、外部网络以及其他核心网相互共同，实现全面的通讯本领。

核心网的构成&功能：

用户数据管理：用户数据管理模块负责存储和管理用户的个人信息和服务设置数据；它包罗用户身份辨认、鉴权、访问控制等功能，确保只有颠末验证的用户可以或许访问网络和利用相干服务
会话管理：会话管理模块跟踪和管理与用户相干的通讯会话；它负责创建、维护和停止会话，处置惩罚用户的哀求和应答，并确保用户在通讯过程中的连续毗连
移动性管理：移动性管理模块负责处置惩罚用户的位置更新、环游管理和寻呼过程；它追踪用户的位置信息，确保用户在移动时可以或许无缝地切换到新的基站或网络，并提供相应的路由和转接功能
数据传输：数据传输模块负责承载用户数据流量的传输和路由；他通过核心网内部的各种协媾和接口，将用户的数据从发送端传输到吸收端，并确保数据的安全性和可靠性
信令处置惩罚：信令处置惩罚模块负责处置惩罚控制信令，包罗召唤创建、开释、状态查询等。它与其他核心网模块和外部网络之间举行通讯，以实现用户间的信令互换和控制
计费：计费模块负责记载用户的通讯举动和斲丧环境，并根据相干战略举行计费；它网络用户的通话时间、数据利用量等信息，天生账单并提供给运营商或服务提供商


2G/3G核心网架构：

无线接入网RAN包罗：3G基站NodeB、2G基站BTS、无线控制器RNC和BSC
核心网CN包罗：PS域（SGSN、GGSN；分组互换域--提供数据服务）、CS域（MSC/VLR；电路互换域--提供语音服务）

4G核心网架构：

4G基站eNodeB；分组核心网EPC只包罗PS域（既提供数据服务，也可提供语音服务）

5G全云化网络架构：

5G核心网（SOC）：面向业务的核心网，满意差异化的业务需求
四个特点：
CUPS：控制面和用户面分离,，提升用户体验和网络服从
Slicing：切片
SBA：面向业务的架构
Native Cloud：原生云，硬件软件化，方便机动切片

NGC vs EPC：

EPC网元功能对应NGC(5GC)网络功能MME移动性管理AMF鉴权管理AUSFPDN会话管理SMFPDN-GWPDN会话管理用户面数据转发UPFSGW用户面数据转发PCRF计费及战略控制PCFHSS用户数据库UDM

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5G承载网架构

1、移动承载网包罗回传网、城域网和骨干网
2、回传网根据无线网的架构，大概包罗前传网、中传网和回传网
3、城域网，又分为接入层、汇聚层和核心层
4、承载网全部装备都具有路由转发功能(L3到边沿)，低落端到端时延；4G上承载网的装备只具备L2功能（装备间数据转发必要路由颠末L3上层装备转发）

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5G无线网架构

基站功能布局：

BBU(基站单位)：处置惩罚数字信号 DU+CU
AAU/RRU(射频单位)：处置惩罚模仿信号
DU：处置惩罚实时相干
CU：处置惩罚非实时相干   --- 思量云化处置惩罚
gNodeB(5G基站)两种方式：
1、BBU+eCRPI+AAU
2、BBU+CPRI+RRU

无线站点摆设：

1、分布式站点（DRAN）：将BBU分布摆设在差异位置
2、会集式站点（CRAN）：将BBU会集摆设在一起，AAU/RRU分布摆设
// 前传：必要更高速率(80倍)的CPRI接口(4G信号带宽 20MHz，5G信号带宽 100 MHz；4G基站天线数目 4个，5G基站天线数目 64个；必要5&16=80倍的速率)；摆设本钱太高，引入eCRTI

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端到端切片

什么是网络切片：

        网络切片是通过切片技能在一个通用硬件根本上捏造出多个端到端的网络，每个网络具有差异网络功能，适配差异范例服务需求

切片的特点：

1、隔离性：资源隔离、安全隔离、OAM隔离，差异域可以接纳差异的隔离技能
2、按需定制：按需提供切片生命周期，按需提供分布式摆设，按需提供容量，按需提供网络服务
3、端到端：网络切片是端到端网络，包罗RAN、传输网和核心网，必要跨域的切片管理体系

无线侧切片：切分时频资源

1、硬切分：切分成差异的时分或频分资源（频分：100 MHz资源根据差异的业务切分）
2、软切分：差异的切片动态共享 时频域资源

核心网切片：满意多样的业务需求

        提供各种控制面和用户面的功能，根据业务所需，举行差异化的组合和摆设

承载网切片：Flex-Eth（机动以太）实现网络切片（时分复用）

1、传统端口调理：基于报文优先级调理；长包壅闭短包，导致短包时延变大，业务之间相互影响
2、FlexE通道化：基于时隙调理；独占带宽，业务之间不相互影响

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总结

5G组网方式：NSA（非独立组网）和 SA（独立组网）
核心网架构特点：CUPS（控制面和用户面分离）、SBA（面向业务）、原生云、网络切片、MEC
无线网络：DRAN -> CRAN -> CU/DU分离
承载网：L3下沉，引入SDN（软件界说网络）