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[導(dǎo)讀] 5G即第五代通信技術(shù),相對于前四代通信技術(shù),5G不僅應(yīng)用于移動通信技術(shù),也可應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng),主要包括三大應(yīng)用場景eMBB(enhanced Mobile Broadban,增強(qiáng)型移動寬帶)、mMT

5G即第五代通信技術(shù),相對于前四代通信技術(shù),5G不僅應(yīng)用于移動通信技術(shù),也可應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng),主要包括三大應(yīng)用場景eMBB(enhanced Mobile Broadban,增強(qiáng)型移動寬帶)、mMTC(massive Machine Type CommunicaTIons,大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng))和URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency CommunicaTIons,超可靠,低延遲通信),其中mMTC又包括eMTC(enhanced Machine Type CommunicaTIons,增強(qiáng)型物聯(lián)網(wǎng))和NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄帶物聯(lián)網(wǎng))。

eMTC和NB-IoT兩者同屬3GPP標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的LWPA(Low Power Wide Area,低功耗廣域)技術(shù),兩者既相互競爭,又相互補(bǔ)充。兩者的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用等有很多相似之處,但同時兩者在移動性、速率以及成本等有一些不同之處。若對語音、移動性、速率等有較高要求,則可選擇eMTC技術(shù)。若對這些要求不高,而對成本、覆蓋等要求較高,則可選擇NB-IoT技術(shù)。

實現(xiàn)5G的應(yīng)用,首先需要建設(shè)和部署5G網(wǎng)絡(luò),5G網(wǎng)絡(luò)的部署主要需要兩個部分:無線接入網(wǎng)(Radio Access Network,RAN)和核心網(wǎng)(Core Network)。無線接入網(wǎng)主要由基站組成,為用戶提供無線接入功能。核心網(wǎng)則主要為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)和相應(yīng)的管理功能等。由于部署新的網(wǎng)絡(luò)投資巨大且要分別部署這兩部分,所以3GPP(3rd GeneraTIon Partnership Project,一個標(biāo)準(zhǔn)化組織)分為了兩種方式進(jìn)行部署SA(Standalone,獨(dú)立組網(wǎng))和NSA(Non-Standalone,非獨(dú)立組網(wǎng))。獨(dú)立組網(wǎng)指的是新建一個現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò),包括新基站、回程鏈路以及核心網(wǎng),非獨(dú)立組網(wǎng)指的是使用現(xiàn)有的4G基礎(chǔ)設(shè)施,進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)的部署。

在2016年6月制定的標(biāo)準(zhǔn)中,3GPP共列舉了Option1、Option2 、Option 3/3a、Option 4/4a、Option 5、Option 6、Option 7/7a、Option 8/8a等8種5G架構(gòu)選項。其中,Option1、Option 2、Option5和Option 6屬于獨(dú)立組網(wǎng)方式,其余屬于非獨(dú)立組網(wǎng)方式。

在2017年3月發(fā)布的版本中,優(yōu)選了(并同時增加了2個子選項3x和7x)Option 2、Option 3/3a/3x、Option 4/4a、Option 5、Option 7/7a/7x等5種5G架構(gòu)選項。獨(dú)立組網(wǎng)方式還剩下Option2和Option 5兩個選項。下邊分別說明各個方式怎么進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署。

Option 1和Option 2

選項1是4G網(wǎng)絡(luò)目前的部署方式,由4G的核心網(wǎng)和基站組成。實線叫做用戶面,代表傳輸?shù)臄?shù)據(jù),虛線叫做控制面,代表傳輸管理和調(diào)度數(shù)據(jù)的命令。選項2屬于5G獨(dú)立組網(wǎng),使用5G的基站和5G的核心網(wǎng),服務(wù)質(zhì)量更好,但成本也很高。

Option 3

選項3主要使用的是4G的核心網(wǎng)絡(luò),分為主站和從站,與核心網(wǎng)進(jìn)行控制面命令傳輸?shù)幕緸橹髡?。由于傳統(tǒng)的4G基站處理數(shù)據(jù)的能力有限,需要對基站進(jìn)行硬件升級改造,變成增強(qiáng)型4G基站,該基站為主站,新部署的5G基站作為從站進(jìn)行使用。

同時,由于部分4G基站時間較久,運(yùn)營商不愿意花資金進(jìn)行基站改造,所以就想了另外兩種辦法,選項3a和選項3x。選項3a就是5G的用戶面數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)?G核心網(wǎng)。而選項3x是將用戶面數(shù)據(jù)分為兩個部分,將4G基站不能傳輸?shù)牟糠謹(jǐn)?shù)據(jù)使用5G基站進(jìn)行傳輸,而剩下的數(shù)據(jù)仍然使用4G基站進(jìn)行傳輸,兩者的控制面命令仍然由4G基站進(jìn)行傳輸。

Option 4

選項4與選項3的不同之處就在于,選項4的4G基站和5G基站共用的是5G核心網(wǎng),5G基站作為主站,4G基站作為從站。由于5G基站具有4G基站的功能,所以選項4中4G基站的用戶面和控制面分別通過5G基站傳輸?shù)?G核心網(wǎng)中,而選項4a中,4G基站的用戶面直接連接到5G核心網(wǎng),控制面仍然從5G基站傳輸?shù)?G核心網(wǎng)。

Option 5和Option 6

選項5可以理解為先部署5G的核心網(wǎng),并在5G核心網(wǎng)中實現(xiàn)4G核心網(wǎng)的功能,先使用增強(qiáng)型4G基站,隨后再逐步部署5G基站。選項6是先部署5G基站,采用4G核心網(wǎng)。但此選項會限制5G系統(tǒng)的部分功能,如網(wǎng)絡(luò)切片,所以選項6已經(jīng)被舍棄。

Option 7

選項7和選項3類似,唯一的區(qū)別是將選項3中的4G核心網(wǎng)變成了5G核心網(wǎng),傳輸方式是一樣的。

Option 8

選項8和8a使用的是4G核心網(wǎng),運(yùn)用5G基站將控制面命令和用戶面數(shù)據(jù)傳輸至4G核心網(wǎng)中,由于需要對4G核心網(wǎng)進(jìn)行升級改造,成本更高,改造更加復(fù)雜,所以這個選項在2017年3月發(fā)布的版本中被舍棄,這里不做更多的介紹。

2017年12月,5G的非獨(dú)立組網(wǎng)(NSA)標(biāo)準(zhǔn)第一個版本正式凍結(jié)。2018年6月,5G的獨(dú)立組網(wǎng)(NA)已經(jīng)實現(xiàn)了部分功能凍結(jié),預(yù)計第三季度實現(xiàn)整體標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié)。然而,目前現(xiàn)存的版本更多的側(cè)重于移動帶寬和高可靠低時延應(yīng)用,5G更多的應(yīng)用場景和標(biāo)準(zhǔn)還未被定義出來,預(yù)計2019年底5G的標(biāo)準(zhǔn)會被全面制定出來。為了避免短期內(nèi)的高投入,各運(yùn)營商會根據(jù)自己的實際情況選擇不同的部署方式。

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