NR 5G 無線接入網

5G無線接入網

1、無線接入網RAN(Radio Access Network),是把所有的手機終端,都接入到通信網絡中的網絡;基站(BaseStation),就是屬於無線接入網(RAN)。
2、通信過程的本質,就是編碼解碼、調製解調、加密解密。
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3、通信標準更新換代,無非是設備改個名字,或者挪個位置,功能本質並沒有變化。
4、一個基站,通常包括BBU(主要負責信號調製)、RRU(主要負責射頻處理),饋線(連接RRU和天線),天線(主要負責線纜上導行波和空氣中空間波之間的轉換)。
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5、早期的BBU,RRU和供電單元等設備,是打包塞在一個櫃子或一個機房裏的實現基站一體化;後來通過演進更新把RRU和BBU先給拆分了,硬件上不再放在一起,RRU通常會掛在機房的牆上,BBU有時候掛牆,不過大部分時候是在機櫃裏;再到後來,RRU不再放在室內,而是被搬到了天線的身邊(所謂的“RRU拉遠”),也就是分佈式基站DBS3900,我們的餘承東總裁當年在聖無線的時候就是負責這方面變革的專家,該產品一出解決了歐洲運營商的剛需,爲打開歐洲市場立下了汗馬功勞。
6、天線+RRU,RAN就變成了D-RAN,也就是Distributed RAN(分佈式無線接入網)。
一方面,大大縮短了RRU和天線之間饋線的長度,可以減少信號損耗,也可以降低饋線的成本。
另一方面,可以讓網絡規劃更加靈活。畢竟RRU加天線比較小,想怎麼放,就怎麼放。
7、在D-RAN的架構下,運營商仍然要承擔非常巨大的成本。因爲爲了擺放BBU和相關的配套設備(電源、空調等),運營商還是需要租賃和建設很多的室內機房或方艙。
大量的機房=大量的成本
通過改進誕生了C-RAN:Centralized RAN,集中化無線接入網。
8、5G網絡中接入網不再是由BBU、RRU、天線這些東西組成了。而是被重構爲以下3個功能實體:
CU(Centralized Unit,集中單元)
DU(Distribute Unit,分佈單元)
AAU(Active Antenna Unit,有源天線單元)
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CU:原BBU的非實時部分將分割出來,重新定義爲CU,負責處理非實時協議和服務。
DU:BBU的剩餘功能重新定義爲DU,負責處理物理層協議和實時服務。
簡而言之,CU和DU,以處理內容的實時性進行區分。
AAU:BBU的部分物理層處理功能與原RRU及無源天線合併爲AAU。
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EPC(就是4G核心網)被分爲New Core(5GC,5G核心網)和MEC(移動網絡邊界計算平臺)兩部分。MEC移動到和CU一起,就是所謂的“下沉”(離基站更近)。
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9、之所以要BBU功能拆分、核心網部分下沉,根本原因,就是爲了滿足5G不同場景的需要。
5G網絡的特點:網速快,時延低、支持海量連接,支持高速移動中的手機等。
不同場景下,對於網絡的特性要求(網速、時延、連接數、能耗…),其實是不同的,有的甚至是矛盾的。
例如,你看高清演唱會直播,在乎的是畫質,時效上,整體延後幾秒甚至十幾秒,你是沒感覺的。而你遠程駕駛,在乎的是時延,時延超過10ms,都會嚴重影響安全。
10、把網絡拆開、細化,就是爲了更靈活地應對場景需求。說到這裏,就要提到5G的一個關鍵概念——「切片」。
切片,簡單來說,就是把一張物理上的網絡,按應用場景劃分爲N張邏輯網絡。不同的邏輯網絡,服務於不同場景。
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網絡切片,可以優化網絡資源分配,實現最大成本效率,滿足多元化要求。
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因爲需求多樣化,所以要網絡多樣化;因爲網絡多樣化,所以要切片;因爲要切片,所以網元要能靈活移動;因爲網元靈活移動,所以網元之間的連接也要靈活變化。
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所以纔有了DU和CU這樣的新架構。
依據5G提出的標準,CU、DU、AAU可以採取分離或合設的方式,所以,會出現多種網絡部署形態:
回傳、中傳、前傳,是不同實體之間的連接
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上圖所列網絡部署形態,依次爲:
① 與傳統4G宏站一致,CU與DU共硬件部署,構成BBU單元。
② DU部署在4G BBU機房,CU集中部署。
③ DU集中部署,CU更高層次集中。
④ CU與DU共站集中部署,類似4G的C-RAN方式。
這些部署方式的選擇,需要同時綜合考慮多種因素,包括業務的傳輸需求(如帶寬,時延等因素)、建設成本投入、維護難度等。
舉個例子:如果前傳網絡爲理想傳輸(有錢,光纖直接到天線那邊),那麼,CU與DU可以部署在同一個集中點。如果前傳網絡爲非理想傳輸(沒錢,沒那麼多光纖),DU可以採用分佈式部署的方式。
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如果是車聯網這樣的低時延要求場景,你的DU,就要想辦法往前放(靠近AAU部署),你的MEC、邊緣雲,就要派上用場。

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