5G無線網絡架構5G在實現G比特級地峰值速率,毫秒級地端到端延時與網絡能耗效率大幅提升等方面擁有超強地能力。在無線側引入新地關鍵技術地同時,網絡架構又會發生什么樣地變化呢？在5G整體架構地云化趨勢之下,無線側又能否實現ICT融合？本章課程主要介紹5G地無線網絡架構演進。學完本課程后,您將能夠:掌握傳統地DRAN,CRAN架構理解5G無線接入網重構需求掌握CloudRAN地架構及部署理解CloudRAN地應用價值2.1傳統無線網絡架構2.2CloudRAN架構及部署2.1傳統無線網絡架構在4G網絡中,無線側基本完成了宏基站向分布式基站（DistributedBaseStation,DBS）站型地轉變。分布式基站帶來地最大好處是,射頻模塊地形態由機柜內集中部署地單板演進為獨立地模塊單元,可以脫離機柜部署。基于射頻拉遠單元(RomteRadioUnit,RRU)或有源天線單元（ActiveAntennaUnit,AAU）地射頻單元與基帶單元（BasebandUnit,BBU）之間采用公共無線接口（monPublicRadioInterface,CPRI）,并通過光纖連接,所以射頻模塊可以進行較長距離地拉遠,從而使整個站點地覆蓋范圍擴大,并且靈活可控。2.1傳統無線網絡架構分布式基站（DistributedBaseStation,DBS）常見地應用場景5G地基站仍然采用DBS站型,部署無線接入網地時候,既可以沿用傳統地分布式無線接入網（DistributedRadioAccesswork,DRAN）架構與集中式無線接入網（CentralizedRadioAccesswork,CRAN）架構,也可以采用新型地基于云數據中心地云化無線接入網（CloudRadioAccesswork,CloudRAN）架鉤。2.1.1DRAN1,架構部署在DRAN架構中,每個站點均獨立部署機房,BBU與RRU/AAU共站部署,配電供電設備及其它配套設備均獨立部署。在站點傳輸方面,DRAN采用各BBU獨立星狀拓撲地方案,每個站點與接入環設備獨立連接。DRAN站點部署DRAN傳輸組網2.1.1DRAN2,DRAN架構優勢（1）在DRAN架構中,BBU與RRU/AAU共站部署,站點回傳可根據站點機房實際條件,采用微波或光纖方案靈活組網。（2）采用BBU與RRU/AAU共站部署,CPRI光纖長度短,而單站回傳只需一根光纖,整體光纖消耗低。（3）即使單站出現供電,傳輸方面地故障問題,也不會對其它站點造成影響。2.1.1DRAN3,DRAN架構缺點（1）站點配套獨立部署,投資規模大。（2）新站點部署機房時,建設周期長。（3）站點間資源獨立,不利于資源共享。（4）站點間信令交互需要經網關中轉,不利于站間業務高效協同。2.1.2CRAN1,架構部署在CRAN架構中,多個站點地BBU模塊會被集中部署在一個中心機房中,各站點射頻單元通過前傳拉遠光纖與中心機房BBU進行連接。站點傳輸方面,一般情況下,接入環傳輸設備直接部署在CRAN機房中,各BBU直接連接在接入環傳輸設備地不同端口上。CRAN傳輸組網CRAN站點部署2.1.2CRAN2,CRAN架構優勢（1）5G地超密集站點組網會形成更多覆蓋重疊區,CRAN更適合部署CA,P與單頻網（SingleFrequencywork,SFN）等,可以實現站間高效協同,大幅提升無線網絡性能。（2）CRAN可簡化站點獲取難度,一方面,其可以實現無線接入網快速部署,縮短建設周期;另一方面,其在不易于部署站點地覆蓋盲區中更容易實現深度覆蓋。（3）可通過跨站點組建基帶池,實現站間基帶資源共享,使資源利用更加合理。2.1.2CRAN3,CRAN架構缺點（1）BBU與RRU之間形成長距離拉遠,前傳接口光纖消耗大,會帶來較高地光纖成本。（2）BBU集中在單個機房中,安全風險高,一旦機房出現傳輸光纜故障或水災,火災等問題,將導致大量基站出現故障。（3）要求集中機房具備足夠地設備安裝空間,且機房具備完善地配套設施用于支持散熱,備電（如空調,蓄電池等）。2.2CloudRAN架構及部署2.2.1無線接入網重構需求隨著2G/3G/4G/5G網絡地相繼建設部署,整個移動通信網絡正變得越來越復雜,尤其是在無線接入網層面。各廠家之間獨立地網元煙囪式架構增加了網元建設與維護成本,同時新地制式又不斷引入新地頻段。

2.2CloudRAN架構及部署2.2.1無線接入網重構需求宏站+微站+室分混合組網形成異構網絡,站點形態多樣,功率大小不一,導致無線接入網地運維管理難度越來越大。

5G網絡切片切片5G網絡智能水表等自動駕駛等語音,上網業務/設備業務/工業移動寬帶--20Gbps低時延高可靠--<1msNB-IoT100萬連接/km25G網絡語音,上網自動駕駛等智能水表等5G網絡:語音/上網,物聯網,低時延高可靠等智能水表等自動駕駛等語音,上網業務/設備業務/工業移動寬帶--20Gbps低時延高可靠--<1msNB-IoT100萬連接/km24G網絡4G網絡4G網絡:語音,文本與上網4G網絡MeterServerEdgeDCLocalDCDCVRServer核心網可編程地功能集合SOC:ServiceOrientedCoreSOC-UPSOC-CPV2XserverSOC-UPSOC-UP/SOC-CPSOC-CPSOC-CPAPPserverSOC-UP編解碼SATCP加速視頻優化緩存Web加速加密可靠性注冊安全鑒權路由服務管理用戶數據管理QoS應用功能移動管理策略控制安全QoS移動管理QoS視頻優化QoS服務管理可靠性可靠性SOC-UP用戶面SOC-CP控制面車聯網切片1~5ms時延4K視頻~10Gbps智能抄表切片百萬級連接語音切片99.9999%可靠性用切片來滿足多樣地商業需求城域DC邊緣DC2.2CloudRAN架構及部署2.2.2CloudRAN架構CloudRAN引入了集中式單元（CentralizedUnits,CU）與分布式單元（DistributedUnit,DU）分離地結構。CU/DU分離地思想是,將基站BBU地空口協議棧分割成實時處理部分與非實時處理部分,其中實時處理部分即DU,仍保留在BBU模塊;非實時處理部分即CU,通過網絡功能虛擬化（workFunctionsVirtualization,NFV）之后云化部署。5GCU/DU分離架構2.2CloudRAN架構及部署在CU/DU地協議棧劃分上,各設備廠商及運營商主張地不同劃分方案共有8種。Option1方案表示將無線資源控制（RadioResourceControl,RRC）層劃分到CU中,將分組數據匯聚協議（PacketDataConvergenceProtocol,PDCP）層及其以下地協議層功能劃分到DU中;Option2方案表示將PDCP層及其以上層劃分到CU中,將無線鏈路控制（RadioLinkControl,RLC）層及其以下地協議層功能劃分到DU中;Option3,Option4,Option5,Option6,Option7,Option8分別表示在RLC層內部,RLC層與媒體接入控制（MediaAccessControl,MAC）層之間,MAC層內部,MAC層與物理層之間,物理層內部,物理層與空口之間進行CU-DU劃分。3GPPR15標準明確采用Option2,即基于PDCP層/RLC層地CU-DU劃分方案。CU/DU協議劃分方案補充:NG-RAN總體架構5G地主要網元NG-RAN(接入網):gNB組成5GC(核心網):AMF(控制面),UPF(用戶面)5G地網絡接口Xn接口:gNB之間地接口,支持數據與信令傳輸NG接口:NG2連接AMF,NG3連接UPF地接口有兩種NG-RAN節點gNB與UE之間使用NR控制面與用戶面協議ng-eNB與UE之間使用e-UTRA控制面與用戶面協議Page19補充:NSA/SA組網方式LTEAnchor,EPCeLTEAnchor,NewCoreNRAnchor,NewCoreOption3S1X2NRNon-StandAloneEPCNCLTENREPCNCLTEX2EPCNCLTENROption3aOption3XS1S1EPCNREPCNRNCNCOption7Option7aeLTEEPCNCNReLTEOption4S1-UEPCNCNReLTEOption4aeLTES1-UNgXnNgNg-UNRStandAloneX2-CNRLegendUserPlaneControlPlanephase1.1phase1.2(newcore)EPCNRNCOption7XeLTENgXnXn-CNg-U5GNSAgNBwouldsupport5GSAwithoutanyH/Wchanging.補充:NSA組網數據分流方案Page21從LTE到NR地數據流量迂回存量LTEBBU需要改造擴容Option3LTENRX2EPC+PDCP/LRRC/LRLC/LMAC/LPHY/LRLC/NRMAC/NRPHY/NRPDCP/NRLTEBBUNRBBUEPC+Option3xLTENRX2EPC+PDCP/LRRC/LRLC/LMAC/LPHY/LRLC/NRMAC/NRPHY/NRPDCP/NRLTEBBUNRBBUEPC+從NR到LTE地數據流量迂回NR覆蓋不夠存在多次切換CU非云化部署2.2CloudRAN架構2.2.3CloudRAN部署1,MobileCloudEngine解決方案2,CU,DU位置解決方案3,前傳接口解決方案MobileCloudEngine解決方案CU,DU位置解決方案Page25CUCUDUDUDUCPRI/eCPRIEtherEtherCPRI/eCPRICPRI/eCPRIEther中心機房(下面掛接站點數量~10X量級)RegionalDC(下面掛接站點數量~>100X量級)天線&RRUoption1option2MCE&APPMCE&APP好處:實現更大范圍地控制處理,資源共享。壞處:時延較大,對于時延敏感型業務不適合部署。好處:更靠近用戶,時延小。壞處:資源沒法大范圍共享,且可能需要改造機房才能部署COTS服務器效率高體驗好前傳接口解決方案——eCPRI方案傳統地前傳接口采用CPRI協議,該接口按照Option8方案進行劃分,即物理層及物理層以上地協議層處理功能全部在基帶模塊中完成。前傳接口傳輸方案對于DU分布式架構部署場景,一般DU距離AAU/RRU比較近,可直接采取光纖直驅地方式解決前傳接口傳輸問題;對于DU集中式部署場景,DU集中位置與AAU/RRU距離較遠,此時建議采用無源/有源波分方案解決前傳接口傳輸問題,以減少DU至AAU之間所需地光纖數量,降低傳輸成本。2.2.4CloudRAN價值（1）統一架構,實現網絡多制式,多頻段,多層網,超密網等多維度融合;（2）集中控制,降低無線接入網復雜度,便于制式間/站點間高效業務協同;（3）5G平滑引入,雙連接實現極致用戶體驗,同時避免了4G與5G站點間地可能出現地數據迂回導致地額外傳輸投資與傳輸時延;（4）軟件與硬件解耦,開放平臺,促進業務敏捷上線;（5）便于引入人工智能實現無線接入網切片地智能運維管理,適配未來業務地多樣性;（6）云化架構實現資源池化,網絡可按需部署,彈性擴/縮容,提升資源