5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其對承載網(wǎng)的影響

胡筱莎

摘要：5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和部署在理論研究領(lǐng)域正在圍繞當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其承載網(wǎng)影響，針對5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部署以及LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的區(qū)別，展開實踐并加以進(jìn)具體的論述。通過理論分析和實踐效果證明，5G移動網(wǎng)絡(luò)在LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基礎(chǔ)上將發(fā)生轉(zhuǎn)變，帶來不確定因素，對承載網(wǎng)影響較大。因此本文就對承載網(wǎng)產(chǎn)生影響的角度上分析網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的創(chuàng)新思路以及實際構(gòu)建中的注意點，期望對推動5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)平穩(wěn)高速運行，推動各領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用具有參考價值。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù);網(wǎng)絡(luò)架構(gòu);承載網(wǎng)

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)與LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上有較大變化，變化使得一些不確定性產(chǎn)生，產(chǎn)生對承載網(wǎng)的影響。必須對5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特點和部署特點以及網(wǎng)絡(luò)性能加以具體的論述，提出5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)大差異之處。

一、5G網(wǎng)絡(luò)以核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)接入構(gòu)建新模式

5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對于承載網(wǎng)建設(shè)提出了更高的要求，隨著5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)產(chǎn)生的巨大的變化，需要對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部署方式和功能發(fā)揮等進(jìn)行重新的布置，這對于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中承載網(wǎng)的影響是較大的，如5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)部署方式包括了mme和S/GW網(wǎng)源，分別采用集中部署部署的方式，形成了LTE的切換，直接連接bbu，與每個ru進(jìn)行接口核心網(wǎng)的實現(xiàn)，通過sn接口在實際的LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中進(jìn)行接口核心網(wǎng)的實現(xiàn)，經(jīng)過x2接口得以簡化。

（一）5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以新型方式進(jìn)行AU的多個連接，分別部署有不同的站點，在每一個站點上又布置有BU和RU，前者屬于站內(nèi)連接，采用集中部署的方法，而RU則屬于站間連接，形成不同站點的部署模式，兩種方法目前都得到了廣泛應(yīng)用。Au和cu采用以開網(wǎng)接口，沒有直接連接需求，接口以新型方式進(jìn)行連接，計算機(jī)的切換采用Sn接口實現(xiàn)[1]。

（二）5G網(wǎng)絡(luò)部署相對于LTE網(wǎng)絡(luò)來說更加多樣化，但是也具有不確定性，在實際的網(wǎng)絡(luò)部署中需要針對多樣化與不確定性進(jìn)行相關(guān)影響因素的論證，以減小5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對承載網(wǎng)的影響。

二、5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)落實和部署策略應(yīng)用中存在的不確定性

（一）LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括機(jī)站機(jī)房傳輸設(shè)備，電源等，網(wǎng)絡(luò)部署成本較低，但是采用bpu小規(guī)模集中部署方式。5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)絡(luò)開發(fā)包含了4.8和3.3GHz頻段，高于LTE的2.1頻段。這一特征使得5G基站的密度高于LTE基站，對全站光纜網(wǎng)絡(luò)影響較大，部署期間采取何種策略，如區(qū)域性連續(xù)覆蓋和熱點部署將產(chǎn)生較大的區(qū)別，而且運營商還需要在連續(xù)覆蓋部署上進(jìn)行大量的基站的建設(shè)，并接入光纜。

（二）傳統(tǒng)的3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下運營商網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)布置在更高層面，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點的布設(shè)，如DU和CU均處于分離功能架構(gòu)狀態(tài)，在基站間進(jìn)行協(xié)同，能夠試驗線DU和CU的結(jié)偶。影響承載網(wǎng)的是中傳段基站間的連接以及承載網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)路由能力等。例如在一個典型的城市中，pop點的數(shù)量為300個，匯聚節(jié)點數(shù)量為30個，此時DU到CU的連接采用匯聚性連接，將CU部署在匯聚節(jié)點，連接方式是分布式連接，需要連接數(shù)為400個以上，采用IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行 M E S H連接，這種連接是能夠滿足CU部署要求的，所有的pop點間進(jìn)行分布式連接的數(shù)量， pop點將達(dá)到數(shù)萬個，擁有較強(qiáng)的路由能力，使得每個匯聚點匯聚的基站數(shù)量在100～200個之間，能夠支持CU集中部署要求[2]。

三、5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的承載量影響案例分析

在某城市需要采用適度規(guī)模集中部署的方式，針對5G網(wǎng)絡(luò)部署中不確定問題進(jìn)行了集中研究，改變原有的LTE網(wǎng)絡(luò)前傳光纜網(wǎng)絡(luò)資源運用的模式，新增基站資源支持組化功能，現(xiàn)有的pop點提高基站協(xié)同效率。設(shè)備供應(yīng)商加快開發(fā)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)，將基站數(shù)量保持在20個左右，運用回傳光纜和向往前傳資源，進(jìn)行50、20、10次部署，滿足不同類型POP點的需要。工信部確定的5G網(wǎng)絡(luò)工作頻率是3.3 GHz—3.6 GHz和4.8 GHz—5.0 GHz頻段，在5G階段，運營商將會繼續(xù)采用DU集中部署的方式，但工作頻段遠(yuǎn)高于LTE的2.1 GHz/2.6 GHz頻段，因此5G基站的密度預(yù)計將是LTE基站的1.5倍左右。

將CU部署在POP點，要求本地承載網(wǎng)的邊緣層必須采用IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，每個基站都單獨部署CU功能，所有POP點間CU分布式連接的數(shù)量增加到數(shù)萬個;根據(jù)典型城市的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點增加CU間的連接數(shù)量將，實現(xiàn)更強(qiáng)的路由能力。經(jīng)過5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)部署，每個匯聚點匯聚的基站數(shù)量增加到200個，基站數(shù)量也增加到200個左右[3]。

發(fā)現(xiàn)將CU部署在匯聚節(jié)點，實現(xiàn)CU和DU的分離是5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的亮點，能夠大量減少基站間xn接口的連接數(shù)量，簡化中傳技術(shù)架構(gòu)，降低網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建設(shè)成本，針對這一典型城市的戰(zhàn)略布局進(jìn)行論證之后，每個CU能夠匯聚200個以上基站業(yè)務(wù)，采用切片部署的方式，又進(jìn)行了核心網(wǎng)用戶的布設(shè)。在業(yè)務(wù)質(zhì)量保證的前提下，核心設(shè)備相對集中，提高了資源利用效率，減少了對本地數(shù)據(jù)中心機(jī)房數(shù)量的要求，也減少了回傳網(wǎng)絡(luò)對承載網(wǎng)的影響。

結(jié)束語：

核心網(wǎng)的新架構(gòu)和5G網(wǎng)絡(luò)的無線接入網(wǎng)（RAN）應(yīng)用場景對網(wǎng)絡(luò)性能要求的巨大差異對承載網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)將產(chǎn)生較大影響，從承載網(wǎng)建設(shè)的角度出發(fā)，當(dāng)前應(yīng)支持CU集中部署。充分利用現(xiàn)網(wǎng)前傳和回傳光纜網(wǎng)絡(luò)資源，進(jìn)行RAN網(wǎng)絡(luò)的功能重新劃分及部署方式的重新規(guī)劃布置，對承載網(wǎng)的架構(gòu)和性能有較大影響，降低對回傳網(wǎng)絡(luò)的性能要求，提高基站協(xié)同的效率，

參考文獻(xiàn)：

[1] TR 38.401 V1.0.0. 3GPP Technical Specification Group Radio Access Network， NG-RAN; Architecture Description （Release 15）[S]. 2017.

[2] TR 23.799 V14.0.0. 3GPP Technical Specification Group Services and System Aspects， Study on Architecture for Next Generation System （Release 14）[S]. 2016.

[3] 王海軍. LTE業(yè)務(wù)對回傳網(wǎng)絡(luò)需求特點的分析[J]. 郵電設(shè)計技術(shù)， 2013（11）： 1-4.