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5G组网的8种方式,有什么不同?各方式又怎么进行网络部署

2018-10-10 14:36 昇润科技

导读:实现5G的应用,首先需要建设和部署5G网络,5G网络的部署主要需要两个部分:无线接入网(Radio Access Network,RAN)和核心网(Core Network)。无线接入网主要由基站组成,为用户提供无线接入功能。核心网则主要为用户提供互联网接入服务和相应的管理功能等。

5G即第五代通信技术,相对于前四代通信技术,5G不仅应用于移动通信技术,也可应用于老虎机贝斯特,主要包括三大应用场景eMBB(enhanced Mobile Broadban,增强型移动宽带)、mMTC(massive Machine Type Communications,大规模老虎机贝斯特)和URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications,超可靠,低延迟通信),其中mMTC又包括eMTC(enhanced Machine Type Communications,增强型老虎机贝斯特)和 NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄带老虎机贝斯特)。

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eMTC和NB-IoT两者同属3GPP标准内的LWPA(Low Power Wide Area,低功耗广域)技术,两者既相互竞争,又相互补充。两者的标准化进程、产业发展、现网应用等有很多相似之处,但同时两者在移动性、速率以及成本等有一些不同之处。若对语音、移动性、速率等有较高要求,则可选择eMTC技术。若对这些要求不高,而对成本、覆盖等要求较高,则可选择NB-IoT技术。

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实现5G的应用,首先需要建设和部署5G网络,5G网络的部署主要需要两个部分:无线接入网(Radio Access Network,RAN)和核心网(Core Network)。无线接入网主要由基站组成,为用户提供无线接入功能。核心网则主要为用户提供互联网接入服务和相应的管理功能等。由于部署新的网络投资巨大且要分别部署这两部分,所以3GPP(3rd Generation Partnership Project,一个标准化组织)分为了两种方式进行部署SA(Standalone,独立组网)和NSA(Non-Standalone,非独立组网)。独立组网指的是新建一个现有的网络,包括新基站、回程链路以及核心网,非独立组网指的是使用现有的4G基础设施,进行5G网络的部署。

在2016年6月制定的标准中,3GPP共列举了Option1、Option2 、Option3/3a、Option 4/4a、Option 5、Option 6、Option 7/7a、Option 8/8a等8种5G架构选项。其中,Option1、Option 2、Option5和Option 6属于独立组网方式,其余属于非独立组网方式。

在2017年3月发布的版本中,优选了(并同时增加了2个子选项3x和7x)Option2、Option 3/3a/3x、Option 4/4a、Option 5、Option 7/7a/7x等5种5G架构选项。独立组网方式还剩下Option2和Option 5两个选项。下边分别说明各个方式怎么进行网络部署。

Option 1和Option 2

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选项1是4G网络目前的部署方式,由4G的核心网和基站组成。实线叫做用户面,代表传输的数据,虚线叫做控制面,代表传输管理和调度数据的命令。选项2属于5G独立组网,使用5G的基站和5G的核心网,服务质量更好,但成本也很高。

Option 3

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选项3主要使用的是4G的核心网络,分为主站和从站,与核心网进行控制面命令传输的基站为主站。由于传统的4G基站处理数据的能力有限,需要对基站进行硬件升级改造,变成增强型4G基站,该基站为主站,新部署的5G基站作为从站进行使用。

同时,由于部分4G基站时间较久,运营商不愿意花资金进行基站改造,所以就想了另外两种办法,选项3a和选项3x。选项3a就是5G的用户面数据直接传输到4G核心网。而选项3x是将用户面数据分为两个部分,将4G基站不能传输的部分数据使用5G基站进行传输,而剩下的数据仍然使用4G基站进行传输,两者的控制面命令仍然由4G基站进行传输。

Option 4

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选项4与选项3的不同之处就在于,选项4的4G基站和5G基站共用的是5G核心网,5G基站作为主站,4G基站作为从站。由于5G基站具有4G基站的功能,所以选项4中4G基站的用户面和控制面分别通过5G基站传输到5G核心网中,而选项4a中,4G基站的用户面直接连接到5G核心网,控制面仍然从5G基站传输到5G核心网。

Option 5和Option 6

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选项5可以理解为先部署5G的核心网,并在5G核心网中实现4G核心网的功能,先使用增强型4G基站,随后再逐步部署5G基站。选项6是先部署5G基站,采用4G核心网。但此选项会限制5G系统的部分功能,如网络切片,所以选项6已经被舍弃。

Option 7

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选项7和选项3类似,唯一的区别是将选项3中的4G核心网变成了5G核心网,传输方式是一样的。

Option 8

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选项8和8a使用的是4G核心网,运用5G基站将控制面命令和用户面数据传输至4G核心网中,由于需要对4G核心网进行升级改造,成本更高,改造更加复杂,所以这个选项在2017年3月发布的版本中被舍弃,这里不做更多的介绍。

2017年12月,5G的非独立组网(NSA)标准第一个版本正式冻结。2018年6月,5G的独立组网(NA)已经实现了部分功能冻结,预计第三季度实现整体标准的冻结。然而,目前现存的版本更多的侧重于移动带宽和高可靠低时延应用,5G更多的应用场景和标准还未被定义出来,预计2019年底5G的标准会被全面制定出来。为了避免短期内的高投入,各运营商会根据自己的实际情况选择不同的部署方式。