5g的三大核心技术

5g的三大核心技术,第1张

5G的三大核心技术分别是SBA、CUPS和网络切片。
什么是SBA?
SBA(ServiceBasedArchitecture),即基于服务的架构。它基于云原生构架设计,借鉴了IT领域的“微服务”理念。
众所周知,传统网元是一种紧耦合的黑盒设计,NFV(网络功能虚拟化)从黑盒设备中解耦出网络功能软件,但解耦后的软件依然是“大块头”的单体式构架,需进一步分解为细粒度化的模块化组件,并通过开放API接口来实现集成,以提升应用开发的整体敏捷性和d性。
为此,业界提出了基于CloudNative的设计原则。
CloudNative的使命是改变世界如何构建软件,其主要由微服务架构、DevOps和以容器为代表的敏捷基础架构几部分组成,目标是实现交付的d性、可重复性和可靠性。
微服务就是指将Monolithic(这个词太难传神翻译了,本文翻译成单体式应用程序)拆分为多个粒度更小的微服务,微服务之间通过API交互,且每个微服务独立于其他服务进行部署、升级、扩展,可在不影响客户使用的情况下频繁更新正在使用的应用。
正是基于这样的设计理念,传统网元先是转换为网络功能(NF),然后NF再被分解为多个“网络功能服务”。
SBA=网络功能服务+基于服务的接口。网络功能可由多个模块化的“网络功能服务”组成,并通过“基于服务的接口”来展现其功能,因此“网络功能服务”可以被授权的NF灵活使用。
其中,NRF(NFRepositoryFunction,NF贮存功能)支持网络功能服务注册登记、状态监测等,实现网络功能服务自动化管理、选择和可扩展。
CUPS
CUPS(ControlandUserPlaneSeparation),即控制与用户面分离。目的是让网络用户面功能摆脱“中心化”的囚禁,使其既可灵活部署于核心网(中心数据中心),也可部署于接入网(边缘数据中心),最终实现可分布式部署。
事实上,核心网一直沿着控制面和用户面分离的方向演进。比如,从R7开始,通过DirectTunnel技术将控制面和用户面分离,在3GRNC和GGSN之间建立了直连用户面隧道,用户面数据流量直接绕过SGSN在RNC和GGSN之间传输。到了R8,出现了MME这样的纯信令节点。
只是到了45G和5G时代,这一分离的趋势更加彻底,也更加必要。
其中一大原因就是,为了满足5G网络毫秒级时延的KPI。
光纤传播速度为200km/ms,数据要在相距几百公里以上的终端和核心网之间来回传送,显然是无法满足5G毫秒级时延的。物理距离受限,这是硬伤。
因此,需将内容下沉和分布式的部署于接入网侧(边缘数据中心),使之更接近用户,降低时延和网络回传负荷。
网络切片
5G服务是多样化的,包括车联网、大规模物联网、工业自动化、远程医疗、VR/AR等等。
这些服务对网络的要求是不一样的,比如工业自动化要求低时延、高可靠但对数据速率要求不高;高清视频无需超低时延但要求超高速率;一些大规模物联网不需要切换,部分移动性管理对之而言是信令浪费等等,为此5G要像一把瑞士军刀一样,多功能满足差异化的网络服务。
于是,我们就要把网络切成多个虚拟且相互隔离的子网络,分别应对不同的服务。
当然,这么灵活的切片工作岂是传统大块头的黑盒设备能担当的,自然要虚拟化、软件化,再将网络功能进一步细粒度模块化,才能实现灵活组装业务应用。
因此,3GPP就确认了由中国移动牵头26家公司提出的SBA构架为5G核心网基础构架。

5G网络有2种组网结构:NSA(非独立组网)和SA(独立组网):NSA:没有5G核心网,使用升级过的4G核心网,手机在使用NSA网络时,同时连接5G(NSA)和4G(LTE),即NSA网络的双连接概念,信号格显示5G。使用过程中,数据网络场景使用5G,语音场景(通话时)使用4G,通话时手机信号格显示4G或5G由运营商规则决定(大多5G)。SA:有5G核心网(NSA、SA网络的关键区别),手机只驻留5G(SA)网络,信号格显示5G。使用过程中,数据网络场景使用5G,语音场景(通话时)现阶段使用4G,通话时手机信号格显示4G(因为手机需要从5G返回到4G)。后续随着运营商网络的建设会开通5G(SA)自己的语音方案VoNR,届时通话时手机依旧驻留在5G网络,信号格显示5G,VoNR具体的开通进度请关注运营商网络建设。注意:某些地区的5G网络为双模模式,即NSA和SA都有,手机优先驻留SA,通话时返回4G锚点站时占用NSA模式,信号格依然显示5G。2019年中国5G网络商用元年,初期为NSA模式;2020年开始运营商逐步部署SA模式,各地区实际5G网络模式以运营商部署为准。手机上NSA、SA模式查看路径:1、ColorOS 12及以上系统版本:进入手机「设置 > 关于本机 > 状态信息 > SIM卡状态 > 移动网络类型」,显示LTE+NR为NSA模式,只显示NR为SA模式。2、ColorOS 110-113系统版本:进入手机「设置 > 关于手机 > SIM卡状态 > 移动网络类型」,显示LTE+NR为NSA模式,只显示NR为SA模式。本回答适用于OPPO所有机型。


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