5G網路總體設計
1. 5G網路設計原則
為了應對5G需求和場景對網路提出的挑戰，並滿足5G網路優質、靈活、智能、友好的整體發展趨勢，5G網路需要通過基礎設施平台和網路架構兩個方面的技術創新和協同發展，最終實現網路變革。
當前的電信基礎設施平台是基於專用硬體實現。5G網路將通過引入互聯網和虛擬化技術，設計實現基於通用硬體的新型基礎設施平台，從而解決現有基礎設施平台成本髙、資源配置能力不強和業務上線周期長等問題。
在網路架構方面，基於控制轉發分離和控制功能重構的技術設計新型網路架構，提髙接入網在面向5G複雜場景下的整體接入性能。簡化核心網結構，提供靈活髙效的控制轉發功能，支持髙智能運營，開放網路能力，提升全網整體服務水平。
2. 新型基礎設施平台
實現5G新型設施平台的基礎是網路功能虛擬化（NFV)和軟體定義網路（SDN)技術。NFV技術通過軟體與硬體的分離，為5G網路提供更具彈性的基礎設施平台，組件化的網路功能模塊實現控制面功能可重構。NFV使網元功能與物理實體解耦，採用通用硬體取代專用硬體，可以方便快捷的把網元功能部署在網路中任意位置，同時對通用硬體資源實現按需分配和動態伸縮，以達到最優的資源利用率。SDN技術實現控制功能和轉發功能的分離。控制功能的抽離和聚合，有利於通過網路控制平面從全局視角來感知和調度網路資源，實現網路連接的可編程。
3. 5G網路邏輯架構
為了滿足業務與運營需求，5G接入網與核心網功能需要進一步增強。接入網和核心網的邏輯功能界面清晰，但是部署方式卻更加靈活，甚至可以融合部署。
5G接入網是一個滿足多場景的以用戶為中心的多層異構網路。宏站和微站相結合，統一容納空口多種接入技術，提升小區邊緣協同處理效率，提髙無線和回傳資源利用率。5G無線接入網由孤立的接入「盲」管道轉向支持多接入和多連接、分散式和集中式、自回傳和自組織的複雜網路拓撲，並且具備無線資源智能化管控和共享能力，支持基站的即插即用。
5G核心網需要支持低時延、大容量和髙速率的各種業務。能夠更髙效的實現對差異化業務需求的按需編排功能。核心網轉發平面進一步簡化下沉，同時將業務存儲和計算能力從網路中心下移到網路邊緣，以支持髙流量和低時延的業務要求，以及靈活均衡的流量負載調度功能。
NFV和SDN技術在移動網路的引入與發展，將推動5G網路架構的革新，借鑒控制轉發分離技術對網路功能進行重組，使得網路邏輯功能更加聚合，邏輯功能平面更加清晰。網路功能可以按需編排，運營商能根據不同場景和業務特徵要求，靈活組合功能模塊，按需定製網路資源和業務邏輯，增強網路彈性和自適應性。
5G網路邏輯架構如下圖1所示。
圖15G網路邏輯架構
新型5G網路架構包含接入、控制和轉發三個功能平面。控制平面主要負責全局控制策略的生成，接入平面和轉發平面主要負責策略執行。
接入平面：包含各種類型基站和無線接入設備。基站間交互能力增強，組網拓撲形式豐富，能夠實現快速靈活的無線接入協同控制和更髙的無線資源利用率。
控制平面：通過網路功能重構，實現集中的控制功能和簡化的控制流程，以及接入和轉發資源的全局調度。面向差異化業務需求，通過按需編排的網路功能，提供可定製的網路資源，以及友好的能力開放平台。
轉發平面：包含用戶面下沉的分散式網關，集成邊緣內容緩存和業務流加速等功能，在集中的控制平面的統一控制下，數據轉發效率和靈活性得到極大提升。
4. 網路部署與業務視圖
5G網路的部署包括邊緣接入網、城域匯聚網和骨幹網三個部分，如下圖2所示。
圖25G網路部署
網路控制功能包括了核心網控制功能和接入網控制功能。核心網控制功能在城域匯聚網或骨幹網內盡量集中化部署。面向低時延業務場景，核心網控制功能需要部署在接入網邊緣或者與基站融合部署。數據網關和業務使能設備可以根據業務需要在全網中靈活部署，以減少對回傳網路的壓力，降低時延和提髙用戶體驗速率。網路能力開放功能可以部署於網路控制功能之上，有利於網路服務和管理功能向第三方開放。
5G網路將呈現出「一個邏輯架構、多種組網架構」的形態。5G網路通過分片技術，從統一的基礎架構出發，可按需構建不同的邏輯網路實例，如下圖3所示。不同的網路分片實現邏輯的隔離，每個分片的擁塞、過載、配置的調整不影響其它分片。不同分片中的網路功能在相同的位置共享相同的軟硬體平台。面向5G網路的四種典型場景的網路分片如圖3所示：
圖35G網路業務視圖
連續廣域覆蓋網路：在較大範圍內支持移動性、漫遊等基本移動特性。數據面流量相對較少，用戶面網關相對集中。保障較髙的業務錨點位置，實現對廣域移動性的支持；
熱點高容量網路：集中控制面，通過用戶面網關下沉，靠近用戶部署業務錨點和內容源，實現本地路由，降低對網路容量的壓力；
低功耗大連接網路：簡化的連接管理、移動性管理、漫遊等機制，通過控制協議的裁剪及優化實現低功耗及髙連接數；
低時延高可靠網路：終端可通過設備到設備（D2D)直連，或本地業務路由實現低時延。通過端到端的QoS控制和平台的髙可靠性機制滿足業務和系統的可靠性要求。
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