5G全網仿真系統介紹

5G全網實訓系統介紹以5G為代表的信息技術產業(yè)戰(zhàn)略地位、技術趨勢、生態(tài)合作模式已經清晰，在信息技術領域思想、技術、業(yè)務不斷加速創(chuàng)新的今天，各級政府、企業(yè)、教育機構均在持續(xù)不斷地探索不同的人才培養(yǎng)方法論，正在加速信息技術高端創(chuàng)新領軍人才的涌現與創(chuàng)新創(chuàng)造活力的激發(fā)。隨著NSA和SA組網標準的凍結，5G的網絡規(guī)劃建設的序幕逐漸拉開。5G網絡，憑借其強大、開放、靈活的網絡能力，將給全社會的發(fā)展提供有力的支撐，對網絡運營商也將帶來更廣闊的業(yè)務空間。在準備5G的同時，我們意識到新技術的應用、新網絡的運維、新業(yè)務的開發(fā)、新商業(yè)模式的創(chuàng)新，也將是運營商面臨的巨大挑戰(zhàn)。要應對這些挑戰(zhàn)，觀念的轉變、運維能力的更新升級，商業(yè)運營能力的轉型發(fā)展，都需要提前構筑、準備。2019年6月6日，工業(yè)和信息化部正式向中國移動、中國聯通、中國電信、中國廣電發(fā)放5G拍照，標志著我國正式進入5G網絡商用時代。在5G飛速發(fā)展的熱潮之下，相關互聯網產業(yè)與制造業(yè)等迎來了新的發(fā)展機遇，工業(yè)4.0的時代也加速到來，“機器通信”、“無人駕駛”、“VR&AR”、“遠程醫(yī)療”、“智慧工廠”正逐漸深入千家萬戶。截止至2019年7月，全國18個首批5G試點城市已實現了市區(qū)5G網絡全面商用，超過100個城市已開始進行商用5G網絡部署，全國范圍內已建成5G基站3.8萬座。據相關機構預測，今年國內基站建設量預計將達到15萬臺，高于年初預期50%，2020年5G基站數將達到至少68萬。此外，隨著9月初中國聯動與中國電信達成的5G站點共建協議，未來五年內，我國5G站點建設將實現全面覆蓋。5G帶來技術革命將為社會創(chuàng)造巨大的財富和就業(yè)機會。全球移動通信系統協會預測，到2025年全球5G連接數量將達1億個，未來15年間，5G將為全球經濟增加2.2萬億美元產值。據中國信息通信研究院2017年發(fā)布的《5G經濟社會影響白皮書》預測，到2030年，5G將帶動我國直接經濟產出6.3萬億元、經濟增加值2.9萬億元、就業(yè)機會800萬個；在間接貢獻方面，5G將帶動總產出10.6萬億元、經濟增加值3.6萬億元、就業(yè)機會1150萬個。5G技術的飛速發(fā)展與巨大的經濟收益建立在5G網絡的大規(guī)模部署應用的基礎上，在當下技術背景下，5G網絡建設維護已經拋棄了傳統的人力體力堆積模式，網絡“規(guī)建維優(yōu)”多個核心崗位自動化需求日益明顯，以基站建設與網絡維護為例，在以往網絡建設過程中，基站開通調試往往需要針對每個站點進行參數規(guī)劃與參數制作，并通過專用燒錄軟件連接至現場每一個基站設備，方能完成站點的基礎開通配置。而網絡優(yōu)化維護同樣存在上述問題，網絡日常運行狀態(tài)數據與網絡故障等信息數據量巨大，往往需要人工進行大規(guī)模的分析與處理，并基于個人經驗進行風險的預估與把控。上述兩個過程中，一個需要大力的人力物力進行簡單重復勞動，一個需要依賴與個人能力與經驗，不具備普適性與準確性。通信網絡技術急需一個普適化、通用化、自動化的技術來協助進行網絡的建設維護，同時也就需要一批即掌握著通信技術又同時掌握自動化新技術的全面性技能人才。5G全網部署與優(yōu)化系統系統概述公司提供的5G全網部署與優(yōu)化教學仿真系統立足3GPPR15標準協議，基于城市級網絡建設案例，高精度還原了商用5GNSA與SA網絡建設與優(yōu)化流程。系統通過3個城市差異化場景部局，實現了包括無線、承載、核心在內的21個機房的靈活部署與對接，全方位呈現了5G網絡端到端網絡建設與網絡切片流程。點線面的5G實訓技能點設計涵蓋網絡規(guī)劃、網絡配置、業(yè)務調試、網絡優(yōu)化等全崗位專業(yè)技能。數據、語音、視頻全業(yè)務優(yōu)化分級，基礎、進階、專項優(yōu)化逐級遞進，全面適配不同技能層級。系統構成5G全網部署與優(yōu)化教學仿真系統以真實的5G網絡流程為依據，包含5G網絡規(guī)劃計算、站點選址、設備配置、數據配置、業(yè)務調試、網絡優(yōu)化整個網絡設計、建設、維護流程，全方位模擬網絡建設的全部過程?？蛇M行三個城市四個區(qū)域網絡建設與優(yōu)化。系統功能5G全網部署與優(yōu)化教學仿真系統以5G技術為主體，整合教學管理、教學支撐等實用功能。一面通過仿真實訓客戶端培養(yǎng)學員5G網絡建設與優(yōu)化技能，一面通過管理平臺與配套資源簡化教師工作難度，提升教師教學效率。具體功能簡介如下：5G移動通信網絡正處于標準完善與演進階段，當前商用網絡無線與核心網部分均基于3GPPR15標準協議設計，未來3GPP將聚焦5G應用，繼續(xù)完善相關切片場景技術研究。5G端到端網絡建設涵蓋網絡規(guī)劃、網絡配置、業(yè)務調試從理論到實踐的等全方位知識體系，涵蓋規(guī)劃計算、站點選址、設備部署、數據配置、鏈路檢測、網絡優(yōu)化等全流程崗位內容。要求學生在深刻理解5G基礎原理與關鍵技術特點的基礎上，熟練掌握工程實操技能，由表及里、全向突破5G網絡學習壁壘。規(guī)劃計算網絡規(guī)劃模塊涵蓋無線無線綜合規(guī)劃覆蓋規(guī)劃、無線容量規(guī)劃、核心網容量規(guī)劃、承載網接入層容量規(guī)劃、承載網匯聚層（各區(qū)匯聚與骨干匯聚）容量規(guī)劃、承載網核心層容量規(guī)劃、承載網骨干層容量規(guī)劃、站點選址。用戶需根據任務背景與城市特征選定各市5G組網架構，確定SA或NSA組網方式。在完成各部分參數輸入后，遵循步驟公式完成計算，并根據無線綜合結果得出站點數目。此外核心網容量規(guī)劃與承載網容量規(guī)劃計算結果決定最終設備配置部分設備型號選擇。規(guī)劃計算部分完全以協議規(guī)定模型規(guī)范為出發(fā)點，考察學生5G鏈路預算、速率計算、承載結構、站點模型等多種規(guī)劃基礎知識。告警采集功能站點選址在完成規(guī)劃計算后，用戶需根據提示完成三個城市下不同場景的站點選址，場景包含商業(yè)中心、郊區(qū)、住宅區(qū)三類。選址需遵循工程選址規(guī)范，僅可在指定區(qū)域選址，并完成站型選擇、站點扇區(qū)工程參數配置。此處單小區(qū)覆蓋面積與規(guī)劃計算部分無線覆蓋規(guī)劃計算結果一致，站型影響后續(xù)無線機房，工程參數配置影響后需網絡優(yōu)化。網絡規(guī)劃部分完全以協議規(guī)定模型及工程選址規(guī)范為出發(fā)點，考察學生5G蜂窩小區(qū)模型、站點模型、工參配置等多種選址基礎知識。設備配置用戶完成網絡規(guī)劃計算后，需根據計算結果在三市所有機房中完成設備選型、板卡選擇與對接配置。三市共22個機房，分別為1個省骨干機房、2個核心網機房、3個承載中心機房、3個承載骨干匯聚機房、7個承載匯聚機房（3個機房與CU機房共存）、6個站點機房（4個機房與無線DU或BBU設備共存）。所有機房設備均去廠商化，以通用接口模型和設備形態(tài)為原型設計。設備配置與規(guī)劃部分NSA/SA選擇相關，用戶需根據所選5G組網架構完成相應機房中機柜配置。機房內設置快捷方式，可直接進入相應機房的數據配置界面。i）無線接入網機房設備配置，需要完成三市共4個站點機房、3個CU機房（僅CU-DU分離架構下配置）的設備部署、塔頂射頻設備布局以及網元線纜連接等步驟。ii）承載網部分，通過容量計算結果判斷從骨干到接入各機房的設備性能，以此為基礎進行IP承載設備和光傳輸設備在機房內部署，同時完成設備之間、設備與ODF架之間的連線操作。iii）核心網部分，首先根據容量估算結果進行設備類型及性能的選擇，然后完成設備布放以及核心網設備內部及核心網設備與外設之間的線纜連接。1數據配置依據設備選型與網絡拓撲架構，在各機房中完成相應設備數據配置，以保障各項業(yè)務正常運行。i）無線接入網需要完成包括gNB基礎參數配置、地面鏈路傳輸資源配置、CU小區(qū)基礎參數配置、DU小區(qū)基礎參數配置、鄰接小區(qū)配置、測量參數配置、重選參數配置、網絡切片配置、移動管理參數配置等項目步驟。用戶需理解各參數具體含義及對應的業(yè)務表現，在充分考慮參數取值的情況下，力爭最優(yōu)參數配置組合。ii）承載網業(yè)務開通包括IP承載和光傳輸配置兩部分。IP承載設備需要完成IP地址、路由、VPN等的設計與配置，光傳輸設備則包括電交叉、頻率的規(guī)劃與配置操作。iii）核心網部分的數據配置和業(yè)務開通操作，主要包括核心網5GC通用設備中AMF、SMF、UPF、NSSF、AUSF、UDM、UDSF、PCF、NRF業(yè)務配置，5GC放號配置等。鏈路工具鏈路工具面向承載網絡鏈路，涵蓋由省骨干網到接入機房全網承載節(jié)點。軟件包含Ping、Trace、光路檢測、路由表等多種鏈路調測工具。用戶可在實驗模式與工程模式下，通過充分運用調測工具，保障承載鏈路的連通性。Ping&Trace：通過兩種調試工具選擇網絡中的兩個節(jié)點，并檢測源與目的IP地址的可達性或包轉發(fā)路徑，從而對節(jié)點之間的聯通性進行判斷。Ping工具中用戶可根據需要在允許范圍內自行設置報文大小與報文個數，進而理解IP檢測的不同輸入帶來的結果反饋效果。光路檢測：該工具在光傳輸網絡中的選擇源與目的兩個關聯端口，對兩端口間進行光路的可達性檢測，并在光路不可達時給出故障原因說明，協助用戶解決光傳輸鏈路故障。路由表：該工具可用于查看指定設備內所有路由信息，包含路由配置的目的地址、下一跳、出接口、路由來源、優(yōu)先級以及度量值等，可用于協助用戶定位處理IP承載網鏈路故障。網絡優(yōu)化網絡優(yōu)化為移動通信網絡相關崗位中最重要的環(huán)節(jié)之一，是保障網絡高質量運行不可或缺的部分。軟件中網絡優(yōu)化以考察難度為依據，劃分為基礎優(yōu)化、進階優(yōu)化、5G新技術三個層級，分別面向初、中、高三個等級網絡優(yōu)化工程師部分工作崗位技能需求?；A優(yōu)化部分主要考察基礎業(yè)務單站驗證測試，包含空載、數據業(yè)務，用戶需對RSRP、SINR、速率等基礎參數進行優(yōu)化。進階優(yōu)化主要考察全業(yè)務CQT與DT測試，業(yè)務類型除基礎優(yōu)化業(yè)務外，還包含語音、HTTP、視頻等，在測試過程中，涉及切換、重選、漫游等網絡行為，多種業(yè)務與測試方式動態(tài)組合，全面考察RSRP、SINR、速率、時延、MOS、丟包、切換重選成功率等網優(yōu)關鍵指標。5G新技術部分通過相關5G新技術應用，提升全業(yè)務KPI，以達到最優(yōu)網絡質量。適配課程體系以5G移動通信技術基礎理論與全網端到端配置為課程主要內容，細分為5G移動通信技術與5G移動通信實訓課程，5G移動通信技術課程主要依托于5G專業(yè)教材與多媒體資源，講解5G相關發(fā)展演進過程、組網架構、關鍵技術、實現原理、典型解決方案等內容；5G移動通信實訓課程主要依托于5G全網部署與優(yōu)化實驗室和5G網絡設備硬件實驗室?guī)椭鷮W員練習掌握5G網絡規(guī)劃設計、開通調試、業(yè)務測試等實際技能?？蛇m配課程體系中專業(yè)移動通信技術、移動全網建設技術、移動網絡優(yōu)化等核心課程以及移動全網搭建實戰(zhàn)與無線網絡優(yōu)化實戰(zhàn)的實訓課程。課程理論總計44課時，實訓總計32課時（推薦分配，可根據實際課程規(guī)劃調整）。課程形式學習單元學習目標學習內容課時理論與多媒體授課5G網絡概述了解5G演進過程掌握5G網絡拓撲架構了解5G技術的定義、產生背景及特點掌握5G網絡的拓撲結構和演進過程了解5G國際標準定制及國際組織45G網絡架構及組網方式掌握5G網絡結構及各網元功能掌握核心網云化技術部署方式CU/DU的分離結構5G核心網虛擬化部署方式NR組網模式簡介45G特性及物理層規(guī)范掌握5G物理信道結構及資源調度知識及編碼方式5G頻譜及應用簡介物理信道調制與物理層簡介物理層控制流程及業(yè)務流程85G關鍵技術掌握5G關鍵技術的原理及具體配置方式；了解5G與4G差異與共同點5GMassiveMIMO技術、CRAN技術、新型多址技術、D2D技術、M2M技術、FBMC、認知無線電、毫米波等技術5G與4G的差異分析5G關鍵信令流程切換、重選等移動性管理原理4/5G雙連接原理85G核心網原理掌握核心網云化部署原理掌握核心網關鍵技術掌握核心網關鍵流程SBA、NFV原理核心網網絡架構與部署規(guī)范核心網網絡切片多接入邊緣原理核心網接入、會話、業(yè)務請求流程8承載網原理掌握5G承載網部署方式掌握5G承載網關鍵技術SPN、RT、SW等設備原理承載網絡切片SR、隧道等關鍵技術原理85G語音解決方案掌握現階段5G語音實現原理基于于NR/NGC的全新型5G語音解決方案基于LTE/EPC的演進型5G語音解決方案25G性能概述及網規(guī)網優(yōu)解決方案掌握現階段5G測試性進展；掌握常見網規(guī)網優(yōu)方案5G常見設備信息匯總5G吞吐量、速率、覆蓋能力、時延及切換簡介2課程設計實訓5G網絡規(guī)劃掌握基于覆蓋、容量的站點規(guī)劃方法無線站點選址5G無線鏈路預算5G無線容量估算