5G系统新型网络架构

一、5G系统新型网络架构的第一个特点：

随着智能手机技术的快速演进，移动互联网爆发式增长已远远超出其设计者最初的想象。诸多新业务的引入也给运营商网络的建设、维护和升级带来了巨大的挑战。而SDN（软件定义网络）和NFV（网络功能虚拟化）为解决以上问题提供了很好的技术方法。

网络功能虚拟化：具有硬件与软件分离、网络使用x86架构的通用设备、部署灵活快速的特点

软件定义网络SDN：SDN将控制功能从网络交换设备中分离出来，将其移入逻辑上独立的控制环境——网络控制系统中。SDN是一种新型网络架构，是一种网络设计的理念。

SDN具有以下三个特性：（1）控制面与转发面分离。（2）控制面集中化。（3）开放的可编程接口。

接入平面：具有 统一的多无线接入技术融合、无线资源调度与共享的特点。

控制平面：具有控制集中化、简单化；服务差异化、开放化的特点。

转发平面：功能主要是用户面下沉分布式网关；移动边缘内容与计算。

二、5G系统新型网络架构的第二个特点：

未来5G网络将向性能更优质、功能更灵活、运营更智能、网络更友好的方向发展。

5G无线接入网需要由孤立的接入管道转向支持多制式/多样式接人点、分布式和集中式、有线和无线等灵活的网络拓扑和自适应的无线接入方式。

5G无线接入网将会是一个满足多场景的多层异构网络，能够有效地统一容纳传统的技术演进空口和5G新空口等多种接人技术，能够提升小区边缘协同处理效率并提升无线和回传资源的利用率。

三、5G系统新型网络架构的第三个特点：

5G网络整体架构的共识，主要有密集、异构和中心式云后台。

密集：主要指使无线通信回归到“最后一公里”；拉近用户与天线的距离，提高速率；增强服务覆盖面积。

异构：主要指大量不同级小区重叠；不同制式的网络重叠。

中心式云后台： 主要指（RRH）与基带处理单元分离；SDN网络实现协议接口；基带信号资源的集中化管理与调度。

四、5G系统新型网络架构的第四个特点：

接入网和核心网的逻辑功能界面清晰，但是部署方式却更加灵活，甚至可以融合部署。

核心网（Core Network）：业务层的角度划分，将接入网与其他接入网连接在一起的网络。

接入网（Access Network (AN)）：指骨干网络到用户终端之间的所有设备。

接入网的接入方式包括铜线（普通电话线）接入、光纤接入、光纤同轴电缆（有线电视电缆）混合接入HFC（Hybrid Fiber Coaxial）、无线接入和以太网接入等几种方式。接入技术可以分为宽带有线接入技术和宽带无线接入技术两大类。

五、5G系统新型网络架构的第五个特点：

根据现网条件和技术进步的趋势，提出了新型无线接入网构架。

（基于云计算的无线接入网）C-RAN是基于集中化处理，协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。其本质是通过实现减少基站机房数量，减少能耗，采用协作化、虚拟化技术，实现资源共享和动态调度，提高频谱效率，以达到低成本，高带宽和灵活度的运营。

基于云计算的无线接入网主要从三个方面来体现：

1、云架构。云架构主要是RRU替代物理基站、光纤互联、中心式处理

2、高性能。高性能主要是多点协作接入、实时信息处理。

3、低成本。低建设成本、低维护成本

C-RAN的总目标是为解决移动互联网快速发展给运营商所带来的多方面挑战（能耗，建设和运维成本，频谱资源），追求未来可持续的业务和利润增长。

六、5G系统新型网络架构的第六个特点：

资源开放协议（REP）、网络设备虚拟化。

资源开放协议（REP）包括：开放式设备接口协议、资源描述协议和资源租赁协议；

网络设备虚拟化主要：

1、设备动态租用

  利用设备空闲资源；避免重复建设。

2、前向兼容，平滑过渡

  现有应用保持不变；现有设备保持不变。

3、全网优化基础

  全频段调度；负载均衡。

网络技术发展网络技术虚拟化技术目前已经非常成熟，使用网络设备虚拟化技术可以实现网络资源灵活扩容、按需分配、提高网络系统可靠性、减少网络故障收敛时间、提高网络资源利用率、简化网络管理等。

当前网络设备虚拟化技术大致可以分为三类：多虚一（横向虚拟化）、一虚多、异构虚拟化（纵向虚拟化）。

七、5G系统新型网络架构的第七个特点：

网络结构虚拟化

云端集群构成虚拟网络，利用SDN技术动态优化网络结构。

在该架构中，控制器是核心单元。控制器主要负责定期收集某地理区域内所有无线单元的最新的网络状态信息，并将这些信息储存在RAN信息收集器中。控制器进一步 根据业务和网络状况( 例如，包括干扰状况、信道状况等)，通过控制无线资源管理单元来为不同的无线单元集中分配用户面的无线资源。该架构的一个潜在问题就是如何将控制面繁多的控制功能合理地分配到无线单元(例如，基站)和控制器。