應用場景分類
- eMBB(Enhanced Mobile BroadBand),增強型移動寬帶:頻譜利用率和頻譜帶寬技術的突破;
- uRLLC(Ultra Reliable Low Latency Communications),超可靠低時延通信業務:控制面和用戶面分離,將用戶面下沉,并引入移動邊緣云計算(MEC),讓云服務更加接近用戶;
- mMTC(Massive Machine Type Communication),大規模的及其通信業務:多用戶共享接入、超密集異構網路,
網路切片
網路切片,是根據不同業務應用對用戶數、QoS、帶寬的要求,將物理網路切成多張相互獨立的邏輯網路,
eMBB的關鍵技術
- Qos Flow:核心網合理分配帶寬資源,為用戶業務提供Qos保障,
- 高精度時鐘:承載網通過改變時間戳的位置,補償首發線路不對稱,為eMBB提供高精度時鐘,
- 高頻通信:使用6GHz以上無線頻譜,提供數十GHz帶寬,大幅提升速率,
- 陣列天線:管理和控制電磁波發射方向,產生定向波束,大幅提升無線頻譜利用率,
- 超密集組網:通過虛擬小區、智能小區等技術實作無邊界覆寫,使用D-MIMO等技術把干擾信號轉化為有用信號,提升無線小區吞吐量,
uRLLC的關鍵技術
- FlexO/FlexE:承載網采用FlexO/FlexE技術,通過提升內部處理時鐘頻率、內部路徑和演算法,提升傳輸效率,以降低傳輸時延,
- 邊緣計算:將核心網的網路功能和應用部署再網路的邊緣側,為終端用戶就近提供業務計算和資料快取能力,以降低傳輸時延,
- 新型幀結構:超短幀:傳輸時間間隔短至0.25毫秒,傳輸相同資料使用的時間更短,自曝包含子幀:同一幀同時包含上行和下行資訊,大大降低空中介面傳輸時延,
mMTC的關鍵技術
- 多用戶共享接入:同時實作高過載與免調度,大幅增加無線系統可接入終端的數量,
- 計算存盤分離:核心網的業務邏輯執行與狀態資料存盤分離,提高系統處理效率,
主要應用
5G由無線網、承載網、核心網支持,
- 現場直播
- 工業自動化
- 3D/超高清視頻
- 智慧城市
- 大型展覽
- 現場監控
- 智慧家庭
- VR/AR
- 車聯網
- 遠程醫療
- 游戲娛樂
- 智能農業
- 無人駕駛
SBA服務化架構
在5G之前,核心網由于網元設備專用、網路架構緊耦合,存在著網路和應用擴展性差的問題,
5G核心網中采用了SBA(Service Base Architecture,基于服務的架構)架構,傳統網元功能被拆分成多個NFS(Network Function Service,網路功能服務),每個NFS獨立自治、但又服從統一管理,SBA架構下的5G核心網成為一個開放的平臺,可以基于服務堆外提供統一的介面,方便更多應用“即插即用”的接入,
5G核心網架構
2/3/4G的核心網采用的是整體式網元結構,即一個網元對應著一組硬體設備,承擔著單一的業務功能,隨著網路技術和業務需求的發展,這種結構所帶來的業務改動復雜、可靠性方案實作復雜,部署運維難度大等問題日漸顯現,
5G核心網再一次向分離式的架構演進,一來控制面和用戶面徹底分離,二來傳統網元被拆分成多個網路NFS,拆解后的網路猶如“積木”一樣,可以根據業務部署的要求進行靈活的搭建,
計算和存盤分離
核心網處理的用戶資訊分為兩類,一類是用戶簽約資訊,另一類是用戶會話狀態資料,在5G之前,用戶簽約資訊單獨存盤在HSS(Home Subscriber Server,歸屬用戶服務器)的后臺資料庫,而用戶會話狀態資料由于會跟隨用戶訪問的業務而變化,是存盤在業務網元中的,
在5G核心網中,用戶會話狀態資料將由UDSF(Unstructured Data Storage Function,非結構化資料存盤功能)負責存盤,業務NF只專注于業務計算處理,不在保存狀態資料,這就是無狀態,無狀態后的業務NF,可以隨意進行彈性擴容、遷移等操作,具有更好的可恢復性和適應性,
移動邊緣計算MEC
隨著移動通信網路承載的資料量激增,云計算模式無法保證5G超高帶寬、超低時延的要求,
在5G核心網中,用戶面UPF(User Plane Function)可以部署到更靠近用戶的無線接入網中,讓用戶享受到超低時延、超高帶寬的網路體驗,
網路功能虛擬化技術(NFV)
將IT行業的虛擬化技術引入到了通信行業,通過標準x86服務器來實作傳統網元的功能,使網路設備功能不再依賴于專用硬體,資源可以充分靈活共享,
語音解決方案
一直以來核心網PS域本省并不具備處理語音業務的功能,語音業務需要通過借助其他網路(2/3G網路),或新增IMS域來完成,5G中PS域也一樣,因此基于NSA和SA兩種部署模式,5G核心網提供了三種語音解決方案——VoLTE方案、EPS Fallback方案、VoNR方案,
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