5g承载网是甚么,5G承载网有甚么不一样?

2021-01-19 21:13 jianzhan

大伙儿好,今日这篇文章内容,大家来聊1聊5G承载网。

甚么是承载网?说白了,承载网便是专业负责承载数据信息传送的互联网。

之前大家更多详细介绍的是接入网和关键网。假如说关键网是人的人的大脑,接入网是4肢,那末承载网便是联接人的大脑和4肢的神经系统互联网,负责传送信息内容和命令。

承载网、接入网、关键网互相合作,最后组成了挪动通讯互联网。

尽管承载网的关键性被大伙儿1致认同,但存在感却太弱。

在大多数数人来看,承载网只是1个管路。要是它沒有断,就无需去管它。

通讯互联网原本便是1个管路,承载网是“管路中的管路”

也是有许多人觉得,承载网的技术性含量低,一天到晚便是应对令人聚集害怕症发病的光纤和网线,沒有甚么发展前途可言。

实际上,这全是对承载网的误会。

承载网看似简易,具体上內部构造十分繁杂。承载网的全部技术性管理体系经营规模,1点都不输给接入网和关键网。

特别是5G时期下,承载网的发展趋势更是到了“瘋狂”的程度,引进了许多伟岸上的黑高新科技,令人应接不暇,不明觉厉。

接下来,就让我渐渐地给大伙儿详细介绍。

5G承载网,究竟要咋办?

从1G到4G,承载网亲身经历了从低带宽到高带宽、从小经营规模到大经营规模的极大转变。

现如今的承载网互联网,客观事实上早已十分强劲和健全了。承载网机器设备的特性,也10分强悍。

主机房里插满光纤的传送机器设备

虽然这般,在5G眼前,这些现有机器设备和技术性计划方案還是仅有瑟瑟哆嗦的份。

进到5G时期,通讯互联网的指标值产生了大幅的转变,有的指标值规范乃至提高了10几倍。要想做到规定,只靠无线网络空中插口一部分改善是办不到的。包含承载网在内的全部端到端互联网构架,都务必自身改革。

那承载网的改革总体目标在哪儿里呢?关键来讲,包含下列几个层面:

  • 大带宽

带宽!带宽!带宽!

没什么疑惑,带宽是5G承载网最基本和最关键的技术性指标值。空口的速度提高了几10倍,承载网相应也要大幅提高。特别是在现阶段5G刚起步的环节,eMBB是最先要完成的业务流程情景,最关心的也便是带宽。

  • 低延迟、高靠谱性

车连接网络、工业生产操纵等竖直制造行业,对互联网的延迟和靠谱性规定刻薄。

5G最关键的要求之1,便是低延迟低,必须完成个位数毫秒级的端到端延迟。承载网做为端到端1一部分,尽管并不是延迟的关键提高目标,但也要平摊1一部分指标值工作压力。

在5G许多情景下,都提出了“6个9级別(99.9999%)”的靠谱性规定。因而,承载网也务必服务于这样的规定,还要有充足强劲的容灾工作能力和常见故障修复工作能力。

  • 高精度同歩工作能力

5G对承载网的频率同歩和時间同歩工作能力提出了很高的规定。

同歩究竟是干啥用的?

简易举几个事例:5G的载波汇聚、多一点协作和超短帧,必须很高的時间同歩精度;5G的基础业务流程选用时候双工(TDD)制式,必须精准的時间同歩;再有便是房间内精准定位升值服务等,也必须精准的時间同歩。

  • 易于运维管理

5G承载网可能非常极大,机器设备数量多,互联网构架繁杂。假如互联网不可以够保证灵便、智能化、高效率、对外开放,那针对经营商和运维管理工作中人员来讲便是1场恶梦。

  • 低能耗

互联网既要充足强劲,又要尽可能省电。省电便是省钱。

  • 适用切成片

切成片以前大家详细介绍过,它是5G互联网的关键工作能力。承载网自然也务必适用切成片。

照片来自群众号“无线网络深海”

以上几个层面,便是5G承载网自身改革的总体目标。任何1个总体目标没法完成,就并不是达标的5G承载网。

5G承载网,究竟包含哪些一部分?

详细介绍5G承载网构造以前,大家先看来看接入网的转变

4G接入网,大伙儿都很熟习了,是由BBU(基带解决模块)、RRU(射频拉远模块)、天馈系统软件相互构成的。

到了5G,接入网被重构为3个作用实体线,各自是:

  • CU(Centralized Unit,集中化模块)
  • DU(Distribute Unit,遍布模块)
  • AAU(Active Antenna Unit,有源天线模块)

BBU+RRU+天馈 ▶▶▶ CU+DU+AAU

CU:原BBU的非即时一部分将切分出来,再次界定为CU,负责解决非即时协议书和服务。

DU:BBU的剩下作用再次界定为DU,负责解决物理学层协议书和即时服务。

AAU:BBU的一部分物理学层解决作用与原RRU及无源天线合拼为AAU。

之因此要拆分得这么细,是以便更好地配制資源,服务于业务流程的多样性要求(比如减少延迟、降低能耗),服务于“互联网切成片”。

接入网变为AAU、DU、CU以后,承载网也随之产生了巨大变化。

这个我要回应1个误区:1直以来,许多人觉得承载网只是联接接入网和关键网的,就像本文开始画的那样:

实际上是不认真细致的,那样画只是以便便捷。精确来讲,承载网也包含接入网內部联接的一部分,也有关键网內部联接的一部分。因此,更精确的逻辑性关联画法,应当是这样:

这才可以真实反映“承载”的奥义

5G接入网网元之间,也便是AAU、DU、CU之间,也是5G承载网负责联接的。不一样的联接部位,有自身与众不同的姓名,各自叫作:前传中传回传

AAU和DU之间,是前传

DU和CU之间,是中传

CU和关键网之间,是回传

这3个“传”,都属于承载网

实际日常生活中的5G互联网,DU和CU的部位其实不是严苛固定不动的。经营商能够依据自然环境必须,灵便调剂。

之前网编以前专业详细介绍过D-RANC-RAN。D-RAN便是遍布式无线网络接入网(Distributed RAN),C-RAN是集中化化无线网络接入网(Centralized RAN)。

4G阶段,所谓遍布和集中化,指的便是BBU的遍布或集中化。5G阶段,指的是DU的遍布或集中化。这类集中化还分成“小集中化”和“大集中化”。

5G接入网,会存在多种多样布署方式

再度提示,选用C-RAN开展集中化化的目地,便是以便完成统1管理方法生产调度資源,提高能效,还可以进1步完成虚似化(接入网那篇文章内容有详尽详细介绍)。

正由于布署方式的多样性,使得前传、中传、回传的部位也随之不一样。

不一样的接入网布署方法=不一样的承载网部位

电信经营商在不一样的地区有不一样级别的主机房。比如大都市的电信大楼主机房,常常是关键主机房。一般办公楼里边的基站主机房,便是站点(接入)主机房。小大城市或区级电信楼里,也是有主机房,将会是会聚主机房。

是否看起来有点晕?

我再画1张详细的承载网构造图,协助大伙儿了解。

从总体上看来,除前传以外,承载网便是关键由城域网和技术骨干网相互构成的。而城域网,又分成接入层、会聚层和关键层。

全部接入网过来的数据信息,最后根据逐层会聚,抵达高层技术骨干网。

前传一部分

大家還是先从前传刚开始。

前传便是AAU到DU之间这一部分的承载。它包含了许多种联接方法,比如:

  • 光纤直连
  • 无源WDM/WDM-PON
  • 有源机器设备(OTN/SPN/TSN)
  • 微波加热

大家简易详细介绍1下。

第1种,光纤直连方法

每一个AAU与DU所有选用光纤点到点直连组网,以下图:

这就属于典型的“土豪”方法了,简易立即。可是,这类方法光纤資源占有许多,更可用于光纤資源较为丰富多彩的地区。

并且,这类方法更合适5G基本建设初期。伴随着5G基本建设的深层次,基站、载频数量也会急剧提升,这类方法毫无疑问是玩不起的。

第2种,无源WDM方法

将彩光控制模块安裝到AAU和DU上,根据无源机器设备进行WDM作用,运用1对或1根光纤出示好几个AAU到DU的联接。

以下图:

甚么是WDM?

WDM便是波分复用(Wavelength Division Multiplexing),是将两种或多种多样不一样波长的光载波数据信号(携带各种各样信息内容)在推送端经复用器(Multiplexer)汇聚在1起,并藕合到光源路的同1根光纤中,以此开展数据信息传送的技术性。

甚么是彩光控制模块?

光复用传送路由协议中的光电变换器,也称为WDM波分光控制模块。不一样管理中心波长的光数据信号在同1根光纤中传送是不容易相互之间影响的,因此彩光控制模块完成将不一样波长的光数据信号生成1路传送,大大降低了路由协议成本费。

和彩光(Colored)相对性应的,是灰光(Grey)。灰光也叫白光或黑与白光。它的波长是在某个范畴内起伏的,沒有特殊的规范波长(管理中心波长)。1般顾客侧光控制模块会选用灰光控制模块。

选用无源WDM方法,尽管节省了光纤資源,可是也存在着运维管理艰难,不容易管理方法,常见故障精准定位较难等难题。

第3种,有源WDM/OTN方法

在AAU站点和DU主机房中配备相应的WDM/OTN机器设备,好几个前传数据信号根据WDM技术性共享资源光纤資源。

以下图:

这类计划方案相比无源WDM计划方案,组网更为灵便(适用点对点和组环网),另外光纤資源耗费并沒有提升。从长久看来,是是非非常非常好的1种方法。

第4种,微波加热方法。

这类方法很简易,便是根据微波加热开展数据信息传送,十分合适部位偏僻、视距宽阔、光纤没法到位的状况。

4种方法的优缺陷比照以下表所示:

依据现阶段的状况,在5G布署前期,前传承载这一部分依然以光纤直驱为主,无源WDM计划方案开展填补。

这里要填补给大伙儿详细介绍两个和前传相关的定义,那便是CPRIeCPRI

CPRI便是Common Public Radio Interface,通用性公共性无线网络电插口。4G时期,BBU和RRU之间便是这个插口。它是1个通用性的插口,有好几个不一样的版本号,不一样的版本号对应不一样的互联网制式。

BBU和RRU之间的CPRI光纤

到了5G时期,AAU和DU之间的带宽将会会做到数百Gbps,CPRI早已没法考虑规定,因此就升級到了eCPRI插口标准(enhanced CPRI,提高型CPRI),明显提高了插口带宽。

说到带宽,前面大家说5G必须很大的带宽,究竟有多大呢?

现阶段的4G LTE互联网,流行子载波带宽是20MHz,单基站的峰值吞吐量量大概是240Mbit/s。(是的没错,1个基站的带宽实际上并沒有大伙儿想的那末大。)

而5G互联网,特别是毫米波频段,空口频宽做到100⑷00MHz,乃至更高。在Massive MIMO(提高多天线)等空口技术性的进1步加持下,单基站的带宽将是4G的几10倍。

5G基站带宽估计参照

依据计算結果,在5G基本建设早期,经营商单基站带宽参照值可能选用10GE或25GE的规范。(4G时绝大多数站点的规范只是1GE。就算这般,前传带宽消耗还较为比较严重。)

5G前传的带宽规范

接入阶段点的带宽将由布署方法和种类决策,5G网络热点地域的带宽明显会比1般地域的带宽更大(连接点更多,高频站更多)。

中传和回传一部分

接下来大家看看中回传。

由于带宽和成本费等缘故,中回传毫无疑问不可以用光纤直连或无源WDM之类的了,微波加热也不实际。

5G中回传承载计划方案,关键集中化在对PTN、OTN、IPRAN等现有技术性架构的更新改造上。

从宏观经济上来讲,5G承载网的实质,便是在4G承载网现有技术性架构的基本上,根据“加装升級”的方法,引进许多黑高新科技,完成工作能力的全面强化。

以中国3大经营商的5G中回传承载网计划方案为例,基础上全是在现有计划方案勤奋行提升和改进,从而完成对5G的适用。

最先看整体实力最强的我国挪动。

挪动觉得,SPN是最合适自身的计划方案,可以考虑自身的全部要求。

SPN,便是Slicing Packet Network,切成片排序网。它是我国挪动独立自主创新的1种技术性管理体系。

我国挪动的4G承载网是根据PTN(Packet Transport Network,排序传输网)的。而SPN根据以太网传送构架,承继了PTN传送计划方案的作用特点,并在此基本勤奋行了提高和自主创新。

觉得在挪动的眼中,SPN便是以太在网上“升級”1个光插口,能够充足运用如今十分完善的以太网绿色生态链,完成较为高的性价比。

因而,挪动十分看好SPN,并竭尽所能促进SPN的规范立项,还全力帮扶SPN左右游产业链链的发展趋势。在它的勤奋下,SPN技术性的确发展趋势很快,产业链链也日益详细。

我国电信在5G承载行业主推M-OTN计划方案。M-OTN根据OTN,是朝向挪动承载提升的OTN技术性(Mobile-optimized OTN)。

之因此电信会挑选M-OTN,和电信有着十分健全和强劲的OTN光传输互联网有很大的关联。大家都知道,电信的老本行是固网光纤宽带,在光传送网基本设备层面還是很有家底的,带宽資源也十分充裕。

OTN做为以光为基本的传输网技术性,具备的大带宽、低延迟等特点,能够无缝拼接对接5G承载要求。并且,OTN经多年发展趋势,技术性平稳靠谱,并有完善的管理体系化规范支撑点。对电信来讲,能够在早已经营规模布署的OTN现在网上完成光滑升級,既省钱又高效率。

我国联通较为缺钱,利旧自家IPRAN是毫无疑问的。

IPRAN是业界流行的挪动回传业务流程承载技术性,在中国经营商的互联网上被大经营规模运用,在3G和4G时期充分发挥了非凡的功效,经营商也累积了丰富多彩的工作经验。

可是现有IPRAN技术性是不能能考虑5G规定的,因此联通就搞起了IPRAN2.0,也便是提高IPRAN。

IPRAN2.0在端口号接入工作能力、互换容量层面有了显著的提高。另外,在隧道施工技术性、切成片承载技术性、智能化维护保养技术性层面也是有很大的改善和自主创新。

我国联通1直都在做IPRAN 2.0标准的作用认证和特性检测,整体状况看上去也还好。

以上,便是中国3大经营商5G中回传承载网计划方案状况。

名言有云,“经济发展基本决策顶层工程建筑”。实际上这和如今的状况倒是有几分类似。

承载网做为通讯互联网的躯干,涉及到到很多的资金投入,经营商毫无疑问会充足考虑到資源复用、基本建设成本费和产业链完善度等多层面要素,谨慎挑选最合适自身的计划方案。

而应对这样的状况,做为产业链链左右游的公司来讲,实际上是很痛楚的。

大中型机器设备商还好说,中小厂家很难另外从业好几个跑道的科学研究。假如各大气案不可以朝结合的方位发展趋势,就迫不得已使得产业链链公司挑选“站队”。这毫无疑问会制约产业链链的扩张和共享资源,也会危害承载互联网基本建设总体成本费的降低。

因此,许多权威专家都号召各大经营商的计划方案能尽可能“结合”,最好是是并肩而立。这样的话,无论是对产业链链,還是对经营商,全是好事儿。对最后客户来讲,也是好事儿。

文章内容来源于:鲜枣课堂教学