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一文读懂5G网络长啥样?

2020-01-07 网优雇佣军 阅读:
一文读懂5G网络长啥样?
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……
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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。tfgednc

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4G核心网与5G核心网的区别tfgednc

在控制面:tfgednc

  • AMF(接入和移动性管理功能),负责终端的移动性和接入管理,包括接入、连接、移动性管理,以及鉴权、位置服务等。大致对应原4G EPC中MME的移动性管理部分。
  • SMF(会话管理功能),负责会话管理功能,包括IP地址分配、QoS控制、转发路由控制等。大致对应原4G EPC中MME的部分功能+S/PGW的控制面部分。
  • PCF(策略控制功能),负责策略控制,大致对应EPC中的PCRF。
  • UDM(统一数据管理),管理用户数据,包括用户标识、用户签约数据、鉴权数据等,大致对应EPC的HSS的部分功能。
  • AUSF(鉴权服务器功能),就是鉴权服务器,配合UDM专门负责用户鉴权。
  • NEF(网络开放功能),类似于4G核心网中的SCEF(Service Capability Exposure Function),其通过API接口将业务能力开放给第三方服务商,以创新商业价值。只不过,与SCEF不同,NEF通过SBI以总线方式与所有NF相连,且两者开放的API功能也存在差异。
  • NRF(网络功能库),负责对网络功能服务注册登记、状态监测等,实现网络功能服务自动化管理、选择和可扩展,并允许每个网络功能发现其它网络功能提供的服务。
  • NSSF(网络切片选择功能),管理网络切片相关信息,比如负责为终端选择网络切片。

在用户面:tfgednc

  • UPF(用户面功能),负责在无线接入网和Internet之间转发流量、报告流量使用情况、QoS策略实施等,对应4G EPC中的S/PGW的用户面。

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从4G核心网到5G核心网tfgednc

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。tfgednc

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如上图:tfgednc

  • RRC(无线资源控制),运行于无线接入网的控制面,作为无线资源控制层,RRC负责连接管理、接入控制、状态管理、系统信息广播等功能,但不负责在用户面上处理用户数据包。
  • PDCP(分组数据汇聚协议),负责压缩和解压缩IP报头,加密和完整性保护等。值得一提的是,在NSA组网模式下,PDCP层负责4G基站和5G基站之间的数据分流和聚合。
  • RLC(无线链路控制),负责对数据分段/重组、ARQ纠错、重复包检测等。
  • MAC(媒体访问控制),负责实时资源调度决策、复用/解复用、缓冲等功能。
  • PHY(物理层),负责编码、调制、FEC等。

根据以上协议流程,5G基站又划分为三部分:CU、DU和RU。tfgednc

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  • CU,中央单元,处理RRC、PDCP等高层协议,负责非实时的配置和控制决策。

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。tfgednc

  • DU,分布式单元,处理对实时性较高的层2功能和部分物理层功能。
  • RU,天线单元,指部分物理层和RF、天线部分。

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。tfgednc

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。tfgednc

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(本文授权转载自公众号网优雇佣军;责编:Demi Xiatfgednc

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