5G 基站運(yùn)行與維護(hù) 課件 2-3-1 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

《5G基站系統(tǒng)開(kāi)局與維護(hù)》------5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4G改變生活5G改變社會(huì)知識(shí)回顧：4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)看圖填空：外部網(wǎng)絡(luò)Uu口UEeNBS1-C①S1-US11S6aS5GxSGi②⑤④③請(qǐng)依次填寫出圖中標(biāo)著數(shù)字序號(hào)的網(wǎng)元名稱。填空作答主觀題10分知識(shí)回顧：4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)看圖填空：外部網(wǎng)絡(luò)Uu口UEeNBS1-C①M(fèi)MES1-US11S6aS5GxSGi②SGW⑤PCRF④PGW③HSS請(qǐng)依次填寫出圖中標(biāo)著數(shù)字序號(hào)的網(wǎng)元名稱。知識(shí)回顧：4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)網(wǎng)元名稱功能MMESAE的控制核心，它主要負(fù)責(zé)用戶接入控制、業(yè)務(wù)承載控制、尋呼、切換控制等控制信令的處理。SGW作為本地基站間切換時(shí)的錨定點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)以下功能：在基站和公共數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)之間傳輸數(shù)據(jù)信息；為下行數(shù)據(jù)包提供緩存；基于用戶的計(jì)費(fèi)等。PGW作為數(shù)據(jù)承載的錨定點(diǎn)，提供以下功能：包轉(zhuǎn)發(fā)、包解析、合法監(jiān)聽(tīng)、基于業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)的QoS控制，以及負(fù)責(zé)和非3GPP網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)等。HSS用于存儲(chǔ)用戶簽約信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)的信息包括：用戶標(biāo)識(shí)信息、用戶安全控制信息、用戶位置信息、用戶策略控制信息等。PCRF主要負(fù)責(zé)策略控制和計(jì)費(fèi)控制，根據(jù)用戶使用的業(yè)務(wù)信息和用戶簽約的策略信息進(jìn)行決策，確定用戶業(yè)務(wù)使用和計(jì)費(fèi)的策略，并下發(fā)給網(wǎng)關(guān)中的策略執(zhí)行實(shí)體。5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)中需要考慮的問(wèn)題集中和分布架構(gòu)之變辯：分布式服務(wù)的理念與集中式服務(wù)的實(shí)用性之間一直存在分歧。Google：分布式數(shù)據(jù)+集中管理和控制已成為規(guī)范架構(gòu)。C-RAN、D-RAN、無(wú)線Mesh、D2DMulti-RAT等多種接入架構(gòu)存在，拓?fù)涫呛畏N形態(tài),宏站、小站、Relay、WLAN等多種接入節(jié)點(diǎn)存在。NFV徹底顛覆網(wǎng)元形態(tài)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能可編程。SDN完全改變傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模式，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接可編程。無(wú)線接入網(wǎng)+核心網(wǎng)—移動(dòng)網(wǎng)的傳統(tǒng)架構(gòu)。LIPA、Relay、C-RAN等已顯示融合的跡象。1.集中式的全局優(yōu)勢(shì)化與分布式多點(diǎn)協(xié)作哪種更優(yōu)。2.接入網(wǎng)的多種形態(tài)如何組網(wǎng)。5.5G架構(gòu)是演進(jìn)還是革命。3.NFV和SDN將對(duì)架構(gòu)產(chǎn)生何種程度的影響。5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)的原則四維架構(gòu)（4DArchitecture）四個(gè)原則靈活高效智能開(kāi)放轉(zhuǎn)發(fā)分離化（Seperated）：基站的C/U分離、網(wǎng)關(guān)的控制轉(zhuǎn)發(fā)分離。網(wǎng)絡(luò)虛擬化（Virtualized）：小區(qū)邏輯虛擬化，網(wǎng)元功能虛擬化。功能模塊化（Modularized）：

網(wǎng)元功能原子/模塊化，按需組合。5G

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在4G到5G演進(jìn)過(guò)程中，核心網(wǎng)側(cè)在從EPC向5GC演進(jìn)，而無(wú)線側(cè)網(wǎng)絡(luò)組成類似，都是由5G基站gNB（gNodeB）和4G基站ng-eNB（eNodeB）組成。EPC，Evolved

Packet

Core，演進(jìn)的核心網(wǎng)，即LTE核心網(wǎng)。AMF：Access

and

Mobility

Management

Function，接入和移動(dòng)管理功能。UPF：User

Plane

Function，用戶面管理功能。5GC（5G核心網(wǎng)）NG—RAN:5G無(wú)線網(wǎng)。AFM：功能相當(dāng)于MME的CM和MM子層。UPF:相當(dāng)于SGW+PGW的網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)從UPF到外部網(wǎng)絡(luò)。NG—RAN（5G接入網(wǎng)）gNB：給5G用戶提供業(yè)務(wù)的基站。ng—eNB:給4G用戶提供業(yè)務(wù)的基站。5G

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

5G核心網(wǎng)媒體面和控制面云化，按照應(yīng)用切片，媒體面分布式下沉，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的功能和性能要求?；貍骶W(wǎng)和云間DCI需要在一張網(wǎng)上進(jìn)行統(tǒng)一承載，回傳網(wǎng)和DCI位置可能重合。

5G

RAN的CU和DU重定義，帶動(dòng)RAN的非實(shí)時(shí)部分云化和前傳接口的分組化，前傳和回傳的界限趨向于模糊。5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)——“三朵云”接入云：接入控制與承擔(dān)分離、接入資源協(xié)同管理、支持多種部署場(chǎng)景（集中/分布/無(wú)線）、靈活的網(wǎng)絡(luò)功能及拓?fù)??？刂圃疲壕W(wǎng)絡(luò)控制功能集中，網(wǎng)元功能虛擬化、軟件化、可中化、支持網(wǎng)絡(luò)能力開(kāi)放。轉(zhuǎn)發(fā)云：剝離控制功能，轉(zhuǎn)發(fā)功能靠近基站，業(yè)務(wù)能力與轉(zhuǎn)發(fā)能力融合。無(wú)縫移動(dòng)性無(wú)線回傳能力精準(zhǔn)定位接入網(wǎng)頻譜共享目標(biāo)更好支持用戶無(wú)縫移動(dòng)，提高終端用戶體驗(yàn)度，讓終端感覺(jué)不到切換技術(shù)方向微微間宏基站間宏基組網(wǎng)目標(biāo)提高室內(nèi)外定位精度，實(shí)現(xiàn)多RAT間協(xié)同定位技術(shù)方向室內(nèi)室外定位結(jié)合多RAT聯(lián)合定位目標(biāo)提高頻譜共享的靈活性和提升頻譜效率技術(shù)方向多RAT間頻譜共享多運(yùn)營(yíng)商間頻譜共享目標(biāo)提高無(wú)線回傳能力，支持站點(diǎn)間backhaul回傳協(xié)調(diào)共享技術(shù)方向站間信令協(xié)調(diào)回傳共享回傳資源管理網(wǎng)絡(luò)編碼接入關(guān)鍵云技術(shù)控制云關(guān)鍵技術(shù)SDNcontroller接入云關(guān)鍵技術(shù)業(yè)務(wù)鏈流量調(diào)度:

網(wǎng)絡(luò)策略+新路由機(jī)制，實(shí)現(xiàn)按業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)、用戶的按需數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)流量實(shí)時(shí)監(jiān)控:實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)帶寬利用情況,可視化網(wǎng)絡(luò)流量。業(yè)務(wù)帶寬提前預(yù)定:為定期同步流量提前預(yù)留帶寬。網(wǎng)絡(luò)流量智能調(diào)度:根據(jù)負(fù)載情況和業(yè)務(wù)需求智能動(dòng)態(tài)選路。NCF業(yè)務(wù)鏈編排Qos流量管理用戶管理分層的內(nèi)容分發(fā)：核心、接入、終端分層部署CDN，基于策略的相互協(xié)作，提升服務(wù)質(zhì)量。WLAN通用轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備Router選擇用戶的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備下發(fā)流表信總,靈活控制轉(zhuǎn)發(fā)策略通用轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備通用轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備作答主觀題10分5GRAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)部署模式3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)核心網(wǎng)控制器基站基站4G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)核心網(wǎng)基站基站雙/多連接靈活組網(wǎng)開(kāi)放扁平化簡(jiǎn)化組網(wǎng)

核心網(wǎng)CUDUDUCU+DU核心網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)以網(wǎng)元為單位移動(dòng)性功能分離，但會(huì)話控制功能分散在MME、S/P-GW等網(wǎng)元集中的出口網(wǎng)關(guān)網(wǎng)元之間直接互通架構(gòu)設(shè)計(jì)以網(wǎng)絡(luò)功能為單位，不再嚴(yán)格區(qū)分網(wǎng)元基于服務(wù)化架構(gòu)（SBA）的設(shè)計(jì)思路,NF進(jìn)一步拆分為服務(wù)，支持無(wú)狀態(tài)分布式的用戶面功能UPF引入網(wǎng)絡(luò)切片4G架構(gòu)/Option3XHSSMMESGWPGWgNodeBPCRFS6aS10S11S1-MMES1-US5/S8GxS115G架構(gòu)/Option2UERANAUSFAMFSMFDNUPFUDMPCFNEFNRFAFNudmNnefNnrfNafNpcfNsmfNamfNausfN1N2N3N4N6AFNSSFNnssfeNodeBx25G核心網(wǎng)UERANAUSFAMFSMFDNUPFUDMPCFNEFNRFNudmNnefNnrfNpcfNsmfNamfNausfN1N2N3N4N6NSSFNnssf5G網(wǎng)絡(luò)功能NF和4G網(wǎng)元類比5G網(wǎng)絡(luò)功能功能簡(jiǎn)介4G中類似的網(wǎng)元AMF接入管理功能，注冊(cè)管理/連接管理/可達(dá)性管理/移動(dòng)管理/訪問(wèn)身份驗(yàn)證,授權(quán)，短消息等。終端和無(wú)線的核心網(wǎng)控制面接入點(diǎn)MME中的接入管理功能AUSF認(rèn)證服務(wù)器功能，實(shí)現(xiàn)3GPP和非3GPP的接入認(rèn)證MME中鑒權(quán)部分+EPCAAAUDM

統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理功能，3GPPAKA認(rèn)證/用戶識(shí)別/訪問(wèn)授權(quán)/注冊(cè)/移動(dòng)/訂閱/短信管理等HSS+SPRPCF策略控制功能，統(tǒng)一的政策框架，提供控制平面功能的策略規(guī)則PCRFSMF會(huì)話管理功能，隧道維護(hù)，IP地址分配和管理，UP功能選擇，策略實(shí)施和QoS中的控制部分，計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)采集，漫游功能等MME+SGW+PGW中會(huì)話管理等控制面功能UPF用戶面功能，分組路由轉(zhuǎn)發(fā)，策略實(shí)施，流量報(bào)告，QoS處理SGW-U+PGW-UNRFNF庫(kù)功能，服務(wù)發(fā)現(xiàn)，維護(hù)可用的NF實(shí)例的信息以及支持的服務(wù)無(wú)NEF網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放功能，開(kāi)放各網(wǎng)絡(luò)功能的能力，內(nèi)外部信息的轉(zhuǎn)換SCEF中的能力開(kāi)放部分NSSF網(wǎng)絡(luò)切片選擇功能，選擇為UE服務(wù)的一組網(wǎng)絡(luò)切片實(shí)例無(wú)請(qǐng)?zhí)羁兆鞔鹬饔^題10分5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖基于服務(wù)的接口（SBI）類型AMFSMFAUSFN2UECUUPDUCUCPE1F1-CNEFUPFN3N4N1DNN6NRFPCFNSSFUDMAFNsmfNamfNausfNafNudmNpcfNnrfNnefNnssf5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖拓展傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的接口類型AMFSMFAUSFN2UECUUPDUCUCPE1F1-CUPFN3N4N1DNN6PCFNSSFUDMAFN7N5AMFN10N8N12N22N14N11N13N155G專業(yè)術(shù)語(yǔ)解釋（一）5GC：5GCoreNetwork，5G核心網(wǎng)。5GS：5G

system，5G系統(tǒng)。NR：NewRadio，新空口。NG-RAN：NextGenerationRadioAccessNetwork，下一代無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，即5G無(wú)線接入網(wǎng)。gNB：GenerationNodeB，5G基站。ng-eNB：升級(jí)之后，可與5G核心網(wǎng)對(duì)接的4G基站。在Option4系列的NSA組網(wǎng)架構(gòu)下，4G基站必須升級(jí)支持eLTE，和5G核心網(wǎng)對(duì)接。en-gNB：在Option3系列的NSA組網(wǎng)架構(gòu)下，和4G核心網(wǎng)對(duì)接的5G基站。EN-DC：EUTRA-NRDualConnection，以EUTRA為主，NR為輔的雙連接。MCG：MasterCellGroup，主小區(qū)組。SCG：SecondaryCellGroup，輔小區(qū)組。RAN：Radio