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不管是网文简2G、3G、络长4G还是啥样5G,移动通信网络主要由两个子系统组成:无线接入网(RAN)和移动核心网。单读懂
RAN负责管理无线部分,网文简以高效利用频谱资源,络长并满足用户的啥样服务质量需求。RAN的单读懂关键组件叫基站,2G时代的网文简基站叫BTS,3G叫NodeB,络长4G叫eNB,啥样5G叫gNB。
移动核心网在RAN和互联网之间架起了一道桥梁,主要功能包括:
• 为数据和语音服务提供Internet连接
• 确保连接的QoS质量要求
• 管理用户移动性,以确保服务不中断
• 计费
核心网
在了解核心网之前,先来了解两个概念:控制面和用户面。
当你拿起手机上网时,基站会为你的手机建立无线信道连接。这个过程主要分为控制面连接和用户面连接两部分。控制面承载信令或控制消息。用户面,也叫数据面或转发面,承载数据流量。
首先,基站会在手机和核心网的控制面之间建立“控制面”连接,并在两者之间转发信令消息,这些消息包括手机身份验证、注册、移动性管理等。
然后,基站会在手机和核心网的用户面之间建立“用户面”连接,转发用户数据流量。
5G组网架构分为NSA和SA。在NSA架构下,5G基站依然连接4G核心网;在SA架构下,5G基站独立连接5G核心网。因此,我们先来看一下4G核心网架构。
4G核心网叫EPC,主要由MME、HSS、PCRF、SGW和PGW组成。其中,MME、HSS、PCRF为控制面,SGW和PGW包含用户面。
4G核心网可根据地理位置灵活部署,比如将MME和PGW部署于中心城市,而将SGW部署于小城市。
不过,5G核心网更加灵活。5G核心网称为NG-Core,设计方式发生了空前改变。
首先,5G核心网的控制面和用户面彻底分离,这使得用户面UPF可灵活下沉,并与边缘计算(MEC)一起分布式部署于更接近用户侧的边缘,从而可降低网络时延,使能低时延5G应用。
UPF与边缘计算一起部署
其次,也是更大的改变,5G核心网采用基于服务的架构(SBA)设计,其通过云原生、无状态的VNF(虚拟化网络功能)和共享的数据层让5G核心网更加弹性、高效和灵活,以满足包括eMBB、mMTC、URLLC多样化5G用例。还能通过微服务进行网络切片,从而为各行各业提供定制化切片服务。
简单的说,SBA=网络功能服务+基于服务的接口。NFV从传统软硬件一体化的专用电信设备中解耦出虚拟化的、软件化的网络功能(NF),代替了传统物理网元,而现在要进一步把NF分解为多个“网络功能服务”。NF可通过“基于服务的接口”由多个模块化的“网络功能服务”组成。
4G核心网与5G核心网的区别
在控制面:
在用户面:
从4G核心网到5G核心网
无线接入网
要了解无线接入网,先来看看基站的内部工作原理。
如上图:
根据以上协议流程,5G基站又划分为三部分:CU、DU和RU。
CU可采用云化部署方式,甚至可以与核心网UPF和边缘计算融合部署。
如上所述,由于MAC层负责实时调度无线资源,因此DU需与RU就近部署(1ms以内)。一种典型的部署方式是,DU和RU共站部署;针对校园、工厂、商城等场景,一个DU可服务多个分布式的RU。
这样一来,无线接入网的回传分为三部分:前传、中传和回传。RU和 DU之间是前传,DU和CU之间是中传,CU到核心网是回传。
责任编辑:武晓燕 来源: 网优雇佣军 5G网络4G
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