5G標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀及承載需求分析

謝東海 楊洋 席晨晨

摘要：在全球業(yè)界的大力推動(dòng)下，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速并將極大的擴(kuò)展5G業(yè)務(wù)，從而促使5G技術(shù)迅速發(fā)展，當(dāng)前5G 已經(jīng)完成第一階段全功能標(biāo)準(zhǔn)化工作，5G商業(yè)應(yīng)用漸行漸近，基于此，主要介紹了5G第一階段全功能標(biāo)準(zhǔn)：（5G NR）獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和（5G NR）非獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，以及5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的承載需求。最后對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)行總結(jié)和展望。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；5G；獨(dú)立組網(wǎng)；非獨(dú)立組網(wǎng)；承載需求

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）07-0031-02

1 引言

面向2020年以及未來(lái)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將成為移動(dòng)通信發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。5G將滿足人們?cè)诰幼　⒐ぷ?、休閑和交通等各種區(qū)域的多樣化業(yè)務(wù)需求。根據(jù)Juniper的研究，預(yù)計(jì)到2025年底，世界三強(qiáng)的5G市場(chǎng)將是中國(guó)、美國(guó)和日本，總連接數(shù)占世界總量的55%[1]。另外，據(jù)GSMA Intelligence，中國(guó)信息和通信研究所（CAICT）發(fā)布報(bào)告指出在2025，中國(guó)的5G連接數(shù)將被估計(jì)為4億2800萬(wàn)，在全球份額5G（11億）將占比達(dá)到39%。中國(guó)的第一年，5G（2020），連接的數(shù)量預(yù)計(jì)為400萬(wàn)，第二年（2021）將跳到4400萬(wàn)，2022年至2024年之間，分別為1億1700萬(wàn)、2億2700萬(wàn)、3億5400萬(wàn)。

2 5G標(biāo)準(zhǔn)

2.1 NSA（非獨(dú)立組網(wǎng)）

NSA非獨(dú)立組網(wǎng)，可選擇共站部署和非共站部署兩種方式。

（1）5G基站與4G基站共站部署：5G基站（gNB）可作為宏站，與現(xiàn)有的LTE基站（eNB）共站部署，提供重疊覆蓋。如圖1所示。

（2）5G基站和4G基站非共站部署：5G基站（gNB）也可作為微站，與現(xiàn)有的LTE基站（eNB）共站或非共站部署，解決室內(nèi)或熱點(diǎn)覆蓋。如圖2所示。

2.2 SA（獨(dú)立組網(wǎng)）

對(duì)于SA部署方式，5G和4G形成了兩張獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，即5G基站使用5G核心網(wǎng)（NGCN），4G基站（eNB）使用4G核心網(wǎng)。（EPC）為了保持業(yè)務(wù)連續(xù)性，現(xiàn)網(wǎng)的LTE基站和EPC需要升級(jí)來(lái)支持跨核心網(wǎng)的移動(dòng)性?？紤]到未來(lái)新型業(yè)務(wù)支撐和擴(kuò)展能力，5G NRSA方案的承載網(wǎng)可新建，但需在省干或城域的核心層實(shí)現(xiàn)4G和5G控制面核心網(wǎng)元之間的互通，也可結(jié)合實(shí)際需求構(gòu)建4G和5G混合承載網(wǎng)絡(luò)，具體選擇除了技術(shù)方案之外與建網(wǎng)成本、維護(hù)成本等密切相關(guān)。

3 5G承載需求

受業(yè)務(wù)發(fā)展驅(qū)動(dòng)，5G核心網(wǎng)將發(fā)展成為滿足全業(yè)務(wù)接入、服務(wù)全業(yè)務(wù)場(chǎng)景的云化泛在網(wǎng)絡(luò)，采用服務(wù)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和SDN/NFV技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，5G承載網(wǎng)需適應(yīng)5G核心網(wǎng)架構(gòu)變革帶來(lái)的挑戰(zhàn)，一是需提供層次化網(wǎng)絡(luò)切片方案來(lái)滿足不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景的5G網(wǎng)絡(luò)切片需求；二是需要將L3功能下移至UPF和MEC所在位置，從而提供網(wǎng)狀動(dòng)態(tài)靈活連接的調(diào)度；三是適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)云化發(fā)展趨勢(shì)，支持城域核心和邊緣數(shù)據(jù)中心之間的互連需求。

3.1 5G承載關(guān)鍵性能需求

3.1.1 帶寬需求

帶寬是5G承載最為基礎(chǔ)和的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一。根據(jù)5G無(wú)線接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)特性，承載將分為前傳、中傳和回傳。單基站承載帶寬需求出現(xiàn)10GE/25GE接口，回傳帶寬需求由于5G承載接入?yún)R聚及核心層的帶寬需求與站型、站密度、以及運(yùn)營(yíng)商部署策略等多種因素相關(guān)，因此不同評(píng)估模型，帶寬需求評(píng)估結(jié)果存在差異。前傳帶寬需求與CU/DU物理層分割位置密切相關(guān)。中傳主要實(shí)現(xiàn)DU和CU之間的流量承載，因此相當(dāng)于回傳網(wǎng)絡(luò)中接入層流量需求。

3.1.2 超低時(shí)延

3GPP對(duì)用eMBB和uPLLC的用戶面和控制面時(shí)延指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)定，要求eMBB業(yè)務(wù)用戶面延時(shí)小于4ms，控制面時(shí)延小于10ms；uRLLC業(yè)務(wù)用戶面時(shí)延小于0.5ms，控制面時(shí)延小于10ms。

3.1.3 高精度時(shí)間同步

根據(jù)不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)或業(yè)務(wù)場(chǎng)景，需要提供不同的同步精度，5G同步需求主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）基于業(yè)務(wù)時(shí)間同步需求，（2）協(xié)同業(yè)務(wù)時(shí)間同步需求和（3）新業(yè)務(wù)同步需求。

3.2 承載組網(wǎng)及功能需求

5G無(wú)線接入網(wǎng)可演進(jìn)為CU、DU、AAU三級(jí)結(jié)構(gòu)，與之對(duì)應(yīng)，5G承載網(wǎng)絡(luò)也由4G時(shí)代的回傳、前傳演進(jìn)為回傳、中傳和前傳三級(jí)新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。前傳網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)5G CRAN部署場(chǎng)景接口信號(hào)的透明傳送中傳是面向5G新引入的承載網(wǎng)絡(luò)層次，在承載網(wǎng)絡(luò)實(shí)際部署時(shí)城域接入層可能同時(shí)承載中傳和前傳業(yè)務(wù)。5G回傳網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)CU和核心網(wǎng)、CU和CU之間等相關(guān)流量的承載，由接入、匯聚和核心三層構(gòu)成?？紤]到移動(dòng)核心網(wǎng)將由4G演進(jìn)的分組核心網(wǎng)（EPC）發(fā)展為5G新核心網(wǎng)和移動(dòng)邊緣計(jì)算（MEC）等，同時(shí)核心網(wǎng)將云化部署在省干和城域核心的大型數(shù)據(jù)中心，MEC將部署在城域匯聚或更低位置的邊緣數(shù)據(jù)中心。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著5G協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié)，5G應(yīng)用的發(fā)展會(huì)越來(lái)越快，5G的發(fā)展對(duì)移動(dòng)通信新一輪技術(shù)與應(yīng)用的革新影響是巨大的，同時(shí)對(duì)承載網(wǎng)提出新的需求。對(duì)5G標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀和承載的需求分析有助于下一步對(duì)5G發(fā)展的應(yīng)用的場(chǎng)景提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]錢(qián)志鴻，王雪.面向5G通信網(wǎng)的D2D技術(shù)綜述[J].通信學(xué)報(bào)，2018，37（7）：1-14.

[2]郭朝峰.運(yùn)營(yíng)商 5G 部署現(xiàn)狀與思考[J].中國(guó)電信業(yè)，2017，（11）：18.