5g承载网分为哪三部分，5g承载网被划分为

本文以无线接入网为指导，整理了无线侧接入网+承载网+核心网的架构，重点介绍无线接入网，对承载网和核心网进行简单分析，以便大家能够了解了解对5G有更深入的了解。易于理解，即使对于初学者也很有用。在正式解释之前，我想通过这张网络图来了解一下整个网络的网络配置，通过了解整体的网络配置，会更容易理解下面各个网络的细节。

该图分为两部分：右侧的无线侧网络架构和左侧的固定侧网络架构。无线侧：蜂窝或集团客户通过基站接入无线接入网，接入网侧可采用RTN、IPRAN、PTN方案将信号发送至BSC/RNC。信号发送到核心网后，通过IP承载网传输核心网中的网元。固网侧：家科、吉科通过接入网接入，接入网主要为GPON（包括ONT、ODN、OLT）。信号离开接入网后进入城域网，城域网分为接入层、汇聚层和核心层。 BRAS是城域网的网关，主要功能是认证、识别和计费。离开城域网的信号到达骨干网，骨干网分为接入层和核心层。其中，中国移动称为CMNET，中国电信称为169，中国联通称为163。固网侧和无线侧都可以通过光纤传输长距离传输主要通过波分产品来完成波分产品主要采用WDM+SDH的升级版来传输大量信号OTN是一种信号封装协议，通过它可以使信号封装在波分系统中得到更好的传输。最后，信号必须经过防火墙才能到达互联网，而防火墙主要是NAT，实现地址转换。这就是整体的网络架构。看完宏观结构后，我们将详细解释每个部分。 01 什么是无线接入网络？ 首先，让我们看一下这个简化版的移动通信架构图。

无线电接入网络。也称为RAN（无线电接入网络）。

简单来说，就是将所有手机终端连接到一个通信网络上的网络。大家所熟悉的基站（BaseStation）属于无线接入网络（RAN）。

从1G无线基站开始，经过2G、3G，最后到达4G，据说这是一个快速发展的技术，整个通信网络的逻辑架构一直是手机接入网承载的顺序。网络核心网承载网接入网手机。通信过程的本质是编码与解码、调制与解调、加密与解密。

要做的事情就这么多，而不同的设备在完成这些事情方面发挥着作用。通信标准的改进仅涉及更改设备的名称或将其移动到不同的位置，但其功能的本质保持不变。这同样适用于基站系统甚至整个无线接入网络系统。基站通常包括BBU（主要负责信号调制）、RRU（主要负责射频处理）、馈线（主要负责RRU与天线的连接）和天线（主要负责信号之间的转换）。天线）。） 包含在内。电缆上的行波和空气中的空间波）。

早期，BBU、RRU、电源等基站部件被封装并装入机柜和机房。

基站整合后，变化逐渐开始发生。如何？通信专家对它们进行了划分。首先，RRU和BBU分离。

硬件不再组装，RRU 通常挂在机房墙壁上。

BBU 有时是壁挂式的，但大多数情况下它们位于机柜内。

随后，机柜内的BBU不再位于室内，移至天线旁边（所谓“RRU拉远”），即分布式基站DBS3900。他是负责这次变革的专家，这个产品解决了欧洲运营商的燃眉之急，为欧洲市场的发展做出了巨大的贡献。

有了天线+RRU，RAN就变成了D-RAN，即Distributed RAN（分布式无线接入网络）。这样做有什么好处呢？一方面，RRU和天线之间的馈线长度明显缩短，减少了信号损耗，降低了馈线成本。另一方面，它允许网络规划更加灵活。毕竟RRU Plus天线相对较小，可以放置在任何地方。

在这一点上，需要看到的是，通信网络的发展和演进只是两个驱动力。一是提高性能，二是降低成本。

在某些情况下，成本可能比性能更重要，即使一项技术花费了很多钱，如果回报与成本相比很小，也很难得到广泛采用。 RAN的演进某种程度上是成本压力的结果。

在D-RAN架构下，运营商仍然要承担非常大的成本。这是因为运营商仍然需要租用和建造大量的室内机房或机房来容纳BBU 和相关的支持设备（电源、空调等）。

更多机房=更高成本，因此运营商设计了C-RAN解决方案。

C-RAN代表Centralized RAN，集中式无线接入网络。这个C不仅代表中心化，还代表其他含义。

与D-RAN相比，C-RAN做得更好。除远端RRU外，所有BBU均被集中限制。你被困在哪里了？中央办公室（CO，中央办公室）。

这些大量的BBU就成为了BBU基带池。 C-RAN有效解决了上述成本问题。对于我们这些不接触现场的人来说，我们往往会认为运营商在设备投入运营后，会花费大量的资金用于网络设备的维护，但通过前期调研，我们发现最大的成本是是运营商的费用，事实证明是的。支持不是通讯设备，维护不是聘请维护人员，是电费。基站约占整个移动通信网络能耗的72%，而基站内空调约占能耗的56%。

采用C-RAN进行传统机房能耗分析后，采用集中式的方式可以大幅减少基站机房数量，降低配套设备（尤其是空调）的能耗。

通过将几个小机房搬迁到一个更大的机房，更少的机房将减少租金、维护成本和人工成本。这种成本节省对于苦苦挣扎的运营商来说是一种缓解。此外，可以使用天线将远程RRU 放置在离用户更近的位置。距离越近，发射功率越低。较低的发射功率意味着用户终端的电池寿命更长，无线接入网络的功耗降低。坦白讲，手机可以更省电、待机时间更长，运营商也可以更省电、省钱。更重要的是，除了为运营商节省成本之外，C-RAN的部署还具有显着的社会效益，可以减少大量的碳排放（CO2）。

另外，分布式BBU成为功能更强大、可以统一管理和调度、资源分配更灵活的BBU基带池。在C-RAN中，基站实际上“消失”了，每个物理基站都变成了虚拟基站。所有虚拟基站共享BBU基带池中的用户数据收发、信道质量等信息。加强合作可以实现联合调度。小区间干扰转变为小区间协调（CoMP），显着提高频谱使用效率，改善用户感知。

协作多点传输和接收（CoMP）是由多个地理上分离的站点组成的网络，这些站点协作参与向一个终端发送数据（PDSCH）或联合接收终端发送的数据（PUSCH）指向传输点。另外，BBU基带池全部位于CO（中央机房），并且可以虚拟化。虚拟化是网络元素功能虚拟化（NFV）。简单来说，BBU是一种专门的硬件设备，以前非常昂贵，但是现在你可以找一个x86服务器，安装一个虚拟机（VM，虚拟机），运行具有BBU功能的软件，然后你就可以把它当作一个BBU。基布！

这为客户节省了大量成本，但短期内，该技术将主要用于核心网络的网元。核心网络设备不久前很流行，在亚马逊上售价仅为90 美元每台。月就采用了这一核心技术。让我们抛开细节，继续关注接入网络。 C-RAN 的集中式方法受到运营商的欢迎和追捧，因为它可以显着节省成本。 5G时代，接入网络发生了巨大变化。 5G网络中，接入网将不再由BBU、RRU和天线组成。相反，它被重构为三个功能实体：

CU（集中式单元） DU（分布式单元） AAU（有源天线单元）

CU：将原BBU的非实时部分分离出来，重新定义为负责处理非实时协议和业务的CU。 AAU：将BBU的部分物理层处理功能与原有的RRU、无源天线结合起来，形成AAU。 DU：BBU的其余功能重新定义为DU，负责处理物理层协议和实时业务。换句话说，CU和DU的区别在于其处理内容的实时性。

简单来说，AAU=RRU+天线如果还不清楚，请看下图。

注意图中，EPC（4G核心网）分为两部分：New Core（5GC，5G核心网）和MEC（移动网络边缘计算平台）。将MEC 与CU 一起移动称为“下沉”（将其移近基站）。

核心网部分功能需要划分、分布的根本原因是为了满足不同5G场景的需求。 5G是一个“万能”网络，除了网速快之外，还提供低时延、支持大规模连接、支持高速蜂窝电话等诸多特性。不同的场景实际上对网络特性（网络速度、延迟、连接数、能耗等）有不同甚至矛盾的要求。例如，观看演唱会高清直播时，您关心的是图像质量和时效性，但如果整体延迟只有几秒甚至10秒，您几乎不会注意到。远程驾驶时延迟是一个值得关注的问题，如果延迟超过10ms，就会对安全产生严重影响。

因此，拆除和完善网络的目的是为了更灵活地应对现场需求。说到这里，还应该提到——“切片”，这是5G中的一个重要概念。简单来说，切片就是根据应用场景，将一个物理网络划分为N个逻辑网络。不同的逻辑网络有不同的场景。

机架内部（一块板重超过2G，所有板均为金属）

不要小看机箱背面的硬件平台，它主要提供网线、时钟线、信号线接口。其实设备商都有自己的设备，像原来的华为CC08和中兴的ZXJ10。它们服务于多种不同的业务，并且都是基于相同的硬件平台开发的。为每个设备单独开发硬件平台是不可能的，既浪费时间和精力，也不利于生产和维护。稳定性、可靠性和强大的硬件平台是我们产品的基石。除了硬件和网元的变化之外，3G还有两个非常重要的思维变化。其中之一是知识产权。过去是中继线路，称为TDM线路，或E1线路。

又粗又重的E1 电缆是基于IP 的，即TCP/IP 和以太网。网线和光纤开始大量使用，设备的外部接口和内部通信开始围绕IP地址和端口号进行。

硬件平台上光纤思维的第二个变化是分离。具体来说，网元设备的功能变得越来越复杂，它们不是将多种功能集成到单个设备中，而是被分离并各自执行独立的任务。 3G阶段是分离的第一步，称为承载与控制分离。简单地说，通信系统有两个平面：用户平面和控制平面。如果不了解这两个方面，就无法理解通信系统。

用户面是用户的实际业务数据，如语音数据、视频流数据等。控制平面用于信令和命令来管理数据的方向。这两个平面代表通信设备内部的两个不同的系统，在2G时代，用户平面和控制平面之间没有明显的分离。在3G时代，这两个方面是分开的。

后来SGSN变成了MME，GGSN变成了SGW/PGW，并演进为4G核心网。

4G LTE网络架构（注意取消了基站中的RNC；部分功能交给核心网，部分功能交给eNodeB，实现扁平化） MME：移动性管理实体；移动性管理实体SGW：服务网关、服务网关PGW ：PDN 网关。在PDN网关演进为4G核心网之前，硬件平台也将进行预升级。华为的USN系列开始启用ATCA/ETCA平台（后来被MME使用）和UGW平台（后来被PGW和SGW使用，其中PGW和SGW物理上是集成的）。

中兴通讯ATCA 框架ATCA：高级电信计算架构、高级电信计算架构ETCAz：增强型ATCA、增强型ATCA

中兴通讯xGW（T8000）硬件平台实际上是一个大型路由器，在3G到4G的过程中，IMS出现了，取代了传统的CS（即MSC的）并提供更强大的多媒体服务（语音、图像、短信、视频通话、 ETC。）。 IMS主要使用ATCA平台。上面提到的V3平台实际上非常类似于一台带有处理器（MP板）和网卡（以太网接口卡、光纤接口卡）的计算机。 V4的ATCA平台更像是一台计算机，正如我们前面看到的，它的名字是“高级电信计算平台”，也称为“电信服务器”。准确地说，ATCA的业务处理板本身就是一个单板形式的“微型计算机”，通常称为“刀片”，包括处理器、内存和硬盘。

ATCA业务处理板——“刀片”（我找不到中兴的，所以只好选了华为的）至此，原来的专用硬件开始看起来越来越相似了。如果你的IT机房有x86通用服务器，那么直接使用x86服务器可能会更好。由此可见，虚拟化时代已经到来。

虚拟化是指网络功能虚拟化（NFV）。简单来说，硬件方面，我们采用HP、IBM等IT厂商的x86平台通用服务器（目前刀片服务器是主流，节省空间，充足）。

在软件方面，设备商基于openstack等开源平台开发自己的虚拟化平台，并将之前的核心网元“植”在这个平台之上。

需要注意的是，网元的功能软件和硬件物理资源是分离的，虚拟化平台并不等同于5G核心网。简而言之，虚拟化平台不仅仅适用于5G。它是一个虚拟化平台或5G。按照惯例，设备商首先会在虚拟化平台上部署4G核心网。这意味着提前准备和试验5G。硬件平台总是提前准备好的。

上面我们讨论了5G核心网硬件平台，下面我们来详细讨论5G核心网架构。 5G时代，网络的逻辑结构发生了彻底的改变。 5G核心网采用SBA架构（Service Based Architecture）。这个名字比较好记（笑）

SBA架构基于云原生架构设计，并借鉴了IT领域“微服务”的概念。将原来具有多种功能的整体分割成多个具有独立功能的个体。每个人都实现自己的微服务。

单体微服务等变化，其明显的外在表现就是网元大幅增加。

红色虚线代表不包括控制平面UPF的5G核心网络。

图片来源：先造课堂这些网络元素看似很多，但实际上所有的硬件都是虚拟化在虚拟化平台上的。这样，扩容和缩容就非常容易，升级割接也非常容易，而且相互之间不会产生重大影响（对于核心网工程师来说是个好消息）。这意味着5G核心网是模块化、软件化的。 5G核心网需要模块化的另一个主要原因是“切片”。

很多人认为“切片”很难，但事实并非如此。 Slice是“多重人格”。就像一把“瑞士军刀”，同一件事有不同的特性来应对不同的场景。

5G是覆盖所有用户的综合网络。需要从设计阶段就满足各种需求。当然，网络的目的不同，因此您需要找到一种利用它的方法。僵化的、固定的网络结构永远不可能应对它。这只能通过模块划分、灵活组建团队来解决。

网络切片：例如，在低时延场景（例如自动驾驶），核心网的某些功能必须位于距离用户更近的位置，位于基站。这就是所谓的“思考”。

将部分核心网络功能“下沉”到MEC中，不仅能保证“低时延”，还能降低成本，成为5G的杀手锏。以上就是核心网从2G到5G的整体演进过程和理念。不难理解吧？简单地说，就是软件、软件、更多的软件分裂、分裂、再分裂。未来，核心网络硬件将与IT行业硬件一样。核心网络软件就像手机上的应用程序。来源：物联网媒体