大家好,我是人見人愛,花見花開的鮮栆課堂老司機——黑曼巴。
前兩天,鮮栆課堂推送了一篇關於“傳輸網”的文章(鏈接),引起了很多同學對於傳輸網的關注和興趣。
有同學就問,文章裏面爲什麼沒有提到5G?在即將到來的5G時代,數據傳輸會是個什麼樣子,會採用什麼黑科技?
今天,小黑我就和大家嘮嘮5G時代的承載網是什麼樣子
讓我們從頭開始說起吧。
我們天天都在說5G,盼5G,就是因爲5G很牛掰。那麼,它到底牛掰在哪呢?
其實,5G的主要優點,總結而言,就三個:
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1Gbps的用戶體驗速率
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毫秒級的延遲
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百萬級/k㎡的終端接入
ITU(國際電信聯盟)給出了更高大上的叫法,歸納爲三大典型應用場景:
說白了,下一代通信網絡所有的行業應用,都是圍繞這三個場景來的。
例如,
VR(虛擬現實),超高分辨率顯示,會涉及到巨大的數據傳輸帶寬,和增強型移動寬帶相關。
自動駕駛(或遠程駕駛),高速行駛的車輛,需要極低的通信時延,和高可靠低時延通信相關。
智慧城市,例如遠程抄表、智慧路燈,需要和海量的終端進行有效通信,和大規模機器通信相關。
5G想要滿足以上應用場景的要求,就必須在現有技術的基礎上,進行大刀闊斧的改造。
承載網,就是挨刀的對象之一。
相比於4G來說,5G的接入網(就理解爲基站系統吧)發生了翻天覆地的變化,進而帶着承載網(基站和基站之間、基站和核心網之間的連接系統)也發生了鉅變。
在5G網絡中,接入網不再是由BBU(基帶處理單元)、RRU(射頻拉遠單元)、天線這些東西組成了。而是被重構爲以下3個功能實體:
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CU(Centralized Unit,集中單元)
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DU(Distribute Unit,分佈單元)
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AAU(Active Antenna Unit,有源天線單元)
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。
AAU:BBU的部分物理層處理功能與原RRU及無源天線合併爲AAU。
再拋一張圖給大家,應該能看得更明白一些:
注:圖中,EPC(就是核心網部分)被分爲New Core和MEC兩部分,並且下沉(離基站更近)。關於5G核心網,小編下次專門介紹。
注意!劃重點啦!下面這段文字很重要!
在5G網絡中,之所以要功能劃分、網元下沉,根本原因,就是爲了滿足不同場景的需要。
不同場景下,對於網絡的特性要求(網速、時延、連接數、能耗...),其實是選擇性的,有的甚至是矛盾的。
例如,你看高清演唱會直播,實際上在乎的是畫質,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,一定要時效性很強,慢0.1秒都會死人,但你不在乎畫質是否4K分辨率。
5G就一張物理網絡,爲了滿足不同人羣的不同場景需要,它就必須是一個見招拆招的“百變星君”——對於自動駕駛(低時延),它用的是某1號網絡架構。對於VR(大帶寬),它用的是某2號網絡架構。以此類推。
怎樣才能做到呢?
切片。
5G提出了一個「切片」的概念。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。
不同的切片,不同的場景
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。小編認爲,理解切片,是理解5G網絡思想的重要一步。
總而言之,
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。
所以,纔有了DU和CU這樣的新架構。所以,纔有了變來變去的回傳、中傳、前傳。這三個概念,簡單說,這是對不同實體之間的連接,就是承載網的主要組成部分。
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:
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。
我們再來具體看看,對於前、中、回傳,到底怎麼個承載法。
首先看前傳(AAU↔DU)。主要有三種方式:
第一種,光纖直連方式。
每個AAU與DU全部採用光纖點到點直連組網,如下圖:
這就屬於典型的“土豪”方式了,實現起來很簡單,但最大的問題是光纖資源佔用很多。隨着5G基站、載頻數量的急劇增加,對光纖的使用量也是激增。
所以,光纖資源比較豐富的區域,可以採用此方案。
第二種,無源WDM方式。
將彩光模塊安裝到AAU和DU上,通過無源設備完成WDM功能,利用一對或者一根光纖提供多個AAU到DU的連接。如下圖:
什麼是彩光模塊?
光復用傳輸鏈路中的光電轉換器,也稱爲WDM波分光模塊。不同中心波長的光信號在同一根光纖中傳輸是不會互相干擾的,所以彩光模塊實現將不同波長的光信號合成一路傳輸,大大減少了鏈路成本。
採用無源WDM方式,雖然節約了光纖資源,但是也存在着運維困難,不易管理,故障定位較難等問題。
第三種,有源WDM/OTN方式。
在AAU站點和DU機房中配置相應的WDM/OTN設備,多個前傳信號通過WDM技術共享光纖資源。如下圖:
這種方案相比無源WDM方案,組網更加靈活(支持點對點和組環網),同時光纖資源消耗並沒有增加。
看完了前傳,我們再來看看中傳(DU↔CU)和回傳(CU以上)。
由於中傳與回傳對於承載網在帶寬、組網靈活性、網絡切片等方面需求是基本一致的,所以可以使用統一的承載方案。
主要有兩種方案:
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分組增強型OTN+IPRAN
利用分組增強型OTN設備組建中傳網絡,回傳部分繼續使用現有IPRAN架構。
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端到端分組增強型OTN
中傳與回傳網絡全部使用分組增強型OTN設備進行組網。
好了,因爲篇(da)幅(nao)有限,小編今天就先說到這裏。
中國有句古話——“要想富,先修路”。如果要建設牛掰的5G,就必須先建設牛掰的承載網。
但是,老外也有句古話——“羅馬不是一日建成的”。5G的建設,需要非常龐大的投資,沒有任何運營商能夠一蹴而就,一定是一個長期的過程。
所以,不用着急,就讓我們靜靜地等待吧!
加油,5G! 加油,5G承載網!
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轉自 公衆號 鮮棗課堂