5G接入网由多个网元组成,其架构分为无线侧和固定侧。
无线侧网络架构涉及手机或集团客户通过基站接入网络。
在此过程中,信号首先传递给无线传输网络(RTN)、IP路由器接入网络(IPRAN)或分组传送网络(PTN),以便进一步传送给基站控制器(BSC)或无线网络控制器(RNC)。
随后,信号通过IP承载网传输至核心网。
固定侧网络架构包括家庭和集团客户通过接入网接入。
在此场景中,主要采用GPON技术,涉及的光网络终端(ONT)、光纤分布网络(ODN)和光线路终端(OLT)。
信号从接入网传输至城域网,该网络由接入层、汇聚层和核心层组成。
宽带路由器(BRAS)作为城域网的入口,主要负责认证、鉴定和计费。
信号进一步从城域网传输至骨干网,骨干网同样由接入层和核心层构成。
5G网络的主要优势在于其数据传输速率,最高可达到10Gbit/s,远超现有的有线互联网连接速度,并且比4GLTE网络快100倍。
此外,5G网络具有更低的延迟,小于1毫秒,而4G网络的延迟为30-70毫秒。
由于数据传输速度更快,5G网络不仅为手机服务,还将成为家庭和办公室网络的主要提供商,与有线网络提供商竞争。
传统的蜂窝网络仅提供适用于手机的低数据率互联网接入,而一个手机发射塔无法经济高效地提供足够的带宽,作为家用计算机的一般互联网服务提供商。
5g核心网的网元有哪些,并简要的说明他们的功能?
5G无线接入网、承载网、核心网解析
一、5G无线接入网
5G无线接入网,即RAN(RadioAccessNetwork),是5G网络的重要组成部分。
它主要负责处理用户设备与核心网之间的无线信号传输和接入控制。
在5G网络中,接入网不再由传统的BBU(BaseBandUnit,基带处理单元)、RRU(RemoteRadioUnit,远端射频单元)和天线简单组成,而是被重构为以下三个功能实体:
CU(CentralizedUnit,集中单元):负责处理非实时协议和服务,原BBU的非实时部分将分割出来重新定义为CU。DU(DistributeUnit,分布单元):负责处理物理层协议和实时服务,BBU的剩余功能重新定义为DU。
AAU(ActiveAntennaUnit,有源天线单元):BBU的部分物理层处理功能与原RRU及无源天线合并为AAU,负责信号的发射和接收。
这种新的架构使得网络部署更加灵活,可以根据不同场景的需求进行针对性的优化。
例如,在车联网等低时延要求的场景中,可以将DU靠近AAU部署,以减少信号传输的时延。
二、5G承载网
5G承载网主要负责将接入网中的各个网元(如CU、DU、AAU)的数据传输到核心网或其他网元上。在5G网络中,承载网的作用至关重要,它直接关系到网络的性能和稳定性。
承载网主要包括前传、中传和回传三个部分:
前传(AAU↔DU):主要负责AAU与DU之间的数据传输。前传方案有多种,包括光纤直连方式、无源WDM方式和有源WDM/OTN方式等。
光纤直连方式实现简单,但光纤资源占用较多;无源WDM方式节约光纤资源,但运维困难;有源WDM/OTN方式则结合了前两者的优点,组网更加灵活。
中传(DU↔CU):主要负责DU与CU之间的数据传输。
中传网络可以采用分组增强型OTN+IPRAN或端到端分组增强型OTN等方案进行组网。
回传(CU以上):主要负责CU与核心网之间的数据传输。
回传网络可以继续使用现有的IPRAN架构或采用其他更加先进的传输技术。
三、5G核心网。
5G核心网是5G网络的控制中心,负责处理用户数据的转发、路由、会话管理以及与其他网络的互联互通等功能。与4G核心网相比,5G核心网具有更加模块化、软件化的特点。
5G核心网的主要组成部分包括:
控制面:负责处理用户会话的建立、维护和管理等功能。控制面网元包括AMF(Authentication,AuthorizationandAccountingFunction,认证、授权和计费功能)、SMF(SessionManagementFunction,会话管理功能)等。
用户面:负责用户数据的转发和处理。
用户面网元包括UPF(UserPlaneFunction,用户平面功能)等。
5G核心网还支持网络切片技术,可以根据不同业务场景的需求,构建多个虚拟的网络切片,以满足不同业务对网络性能、时延、带宽等方面的要求。
此外,5G核心网还采用了NFV(NetworkFunctionVirtualization,网络功能虚拟化)和SDN(Software-DefinedNetworking,软件定义网络)等先进技术,实现了网络资源的灵活调度和高效利用。
(注:上图展示了5G网络的整体架构,包括接入网、承载网和核心网的主要组成部分及其之间的关系。)。
综上所述,5G无线接入网、承载网和核心网共同构成了5G网络的整体架构。它们各自承担着不同的功能和职责,相互协作,共同为用户提供高效、稳定、可靠的5G网络服务。
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