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1.3 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及組成

5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)整體延續(xù) 4G 網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),包括接入網(wǎng)、核心網(wǎng)和上層應(yīng)用。5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1-1所示。

圖1-1 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

為滿足 5G 移動(dòng)互聯(lián)和移動(dòng)物聯(lián)的多樣化業(yè)務(wù)需求,5G網(wǎng)絡(luò)在核心網(wǎng)和接入網(wǎng)均采用了新的關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新和網(wǎng)絡(luò)變革。5G 在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)上進(jìn)行了軟件和硬件解耦、控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離,并引入網(wǎng)絡(luò)切片和網(wǎng)絡(luò)能力開放等新技術(shù)以提升網(wǎng)絡(luò)靈活性、可擴(kuò)展性、可重構(gòu)能力。

運(yùn)營商業(yè)務(wù)紛繁復(fù)雜,有面向家庭用戶的寬帶業(yè)務(wù)、固話業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)電視(Internet Protocol TV,IPTV)業(yè)務(wù);還有面向個(gè)人的手機(jī)通話、手機(jī)上網(wǎng)業(yè)務(wù);也有面向企業(yè)的專線、專網(wǎng)業(yè)務(wù)。那么種類如此復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)是通過什么樣的網(wǎng)絡(luò)來承載的呢?

運(yùn)營商業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)總體可以分為六大網(wǎng)絡(luò)。

無線接入網(wǎng):由一個(gè)個(gè)基站組成,作為移動(dòng)終端接入5G網(wǎng)絡(luò)的起點(diǎn),通過無線電波和插有用戶識別模塊(Subscriber Identity Module,SIM)卡的5G終端(如 5G 手機(jī)、5G 攝像頭、5G 工業(yè)路由器等)通信。無線接入網(wǎng)通過5G基站控制5G終端的接入,并提供空口加密和數(shù)據(jù)完整性保護(hù)的功能。

移動(dòng)回傳網(wǎng):由路由器/光傳輸設(shè)備組成,用于承載基站間、基站-MEC和基站-5G核心網(wǎng)(5G Core,5GC)之間的業(yè)務(wù)/信令流量。

互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(Internet Protocol,IP)承載網(wǎng):由路由器組成,用于將各地區(qū)的流量匯聚到核心網(wǎng)。

5G核心網(wǎng):由各類控制面網(wǎng)元和業(yè)務(wù)面網(wǎng)元組成,主要是提供用戶連接、對用戶的管理以及對業(yè)務(wù)完成承載,為承載網(wǎng)絡(luò)提供到外部網(wǎng)絡(luò)的接口。

城域網(wǎng):承載寬帶、固話、IPTV等傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。

骨干網(wǎng):連接各省網(wǎng)絡(luò)、承載各種跨省流量的網(wǎng)絡(luò)。

運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1-2所示。

其中,無線接入網(wǎng)、移動(dòng)回傳網(wǎng)、IP 承載網(wǎng)、核心網(wǎng)都屬于移動(dòng)寬帶(Mobile Broadband,MBB)業(yè)務(wù);城域網(wǎng)屬于固定寬帶(Fixed Broadband,F(xiàn)BB)業(yè)務(wù)。MBB 業(yè)務(wù)包括移動(dòng)電話語音&流量業(yè)務(wù)、政企 5G 專網(wǎng)/專線業(yè)務(wù)等;FBB 業(yè)務(wù)包括家庭寬帶、IPTV、固話、專線等。

5G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)一般分為兩大類,toC 業(yè)務(wù)和 toB 業(yè)務(wù)。運(yùn)營商 5G 端到端組網(wǎng)如圖 1-3所示。

對于 toC 業(yè)務(wù),終端通過無線接入網(wǎng)訪問運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò),由移動(dòng)回傳網(wǎng)將終端產(chǎn)生的信令數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳遞到 IP 承載網(wǎng)。IP 承載網(wǎng)會把信令數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分流:信令數(shù)據(jù)通過 IP 承載網(wǎng)傳送到5G核心網(wǎng);業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過 5G 業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)用戶面功能(User Plane Function,UPF)轉(zhuǎn)發(fā)到運(yùn)營商骨干網(wǎng),進(jìn)而訪問互聯(lián)網(wǎng)(Internet)。

對于toB業(yè)務(wù),和toC業(yè)務(wù)的差別在于UPF的位置。當(dāng)企業(yè)園區(qū)內(nèi)有專屬的MEC時(shí),終端業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在移動(dòng)回傳網(wǎng)內(nèi)傳送到MEC,經(jīng)由企業(yè)UPF轉(zhuǎn)發(fā)到企業(yè)園區(qū)內(nèi)部。

圖1-2 運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

圖1-3 運(yùn)營商5G端到端組網(wǎng)

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