5G网络需求和架构

1、5G,网络架构和需求,1,2,3,5G,网络技术特点,5G,网络架构,5G,网络对承载网的需求,2,5G,业务场景及指标,3,大,应,用,场,景,8,个,KPI,指,标,网络,流量密度,连接数密度,时延,移动性,能效,用户体验速率,频谱效率,峰值,速率,4G,0.1Mbps/m2,10,万,km,2,空口,10ms,350Km/h,1,倍,10Mbps,1,倍,1Gbps,5G,10Mbps/m,2,100,万,km,2,空口,1ms,500Km/h,100,倍提升,100M-1Gbps,3-5,倍提升,20Gbps,3,三大场景对承载网的需求,单用户,10Gbps,大容量,吞吐量,1000K

2、,大连接,平方公里,空口时延,低时延,端到端时延,1ms,5ms,移动多媒体,交互类高清视频,智能电网,环境监测,智慧银行,智慧证券,AR/VR,应用,云端办公,智能家居,车队管理,移动医疗,智能交通,海量机器类,超高可靠,增强移动宽带,通信,低时延通信,eMBB,mMTC,uMTC,承,载,需,求,高速率，大带宽,超高时钟精度,海量连接,超低时延要求,网络架构扁平化，虚拟,时延不敏感,前传承载（暂,化，可编程化,带宽较小,不确定，可能会,在空口处理,4,5G,业务差异化的切片需求,来源,5G-Service-Guaranteed-Network-Slicing-Whitepaper,1,5G

3、,业务在,KPI,差异化的需求,明显，对网络的安全性也,提出了更高的要求,2,5G,网络分片的目的在于通,过分片实现差异化的服务,保证每种业务都能根据其,业务特点得到最佳服务,3,同时分片有助于设备和存,储资源的安全管理,5,1,2,3,5G,网络技术特点,5G,网络架构,5G,网络对承载网的需求,6,5G RAN,功能重新划分,EPC,4G,RRU,5G,RRU/AAU,几百,Gbps1Tbps,eCPRI,100MHz,5G,5G,RRU/AAU,Backhaul,core,CP/UP,CP,UP,CN,RRU/AAU,低层,Backhaul,10Gbps,CPRI,20MHz,eCPRI

4、,几十,Gpbs,eCPRI,100MHz,UP,L2-NRT,L3,CU,DU,MidHaul,BBU,Fronthaul-II,L1,L2-RT,BBU,BBU,高层,CU,CPRI,L1,DU,传统,CPRI,接,口采用静态配,置,10G,光模块,可以解决大部,分场景,5G,时代带宽,需求高达数百,G,到,Tbps,需要引入,eCPRI,降低传输带,宽,基带部分功,能上移，大幅降,低光纤带宽需求,控制面集中，为多,业务提供灵活的扩展能,力，为,mMTC,提供高效的,处理能力,通过采用,MEC,边缘计,算等技术，满足,uRLLC,业务对超低时延的需求,Fronthaul-I,RRU,RF,

5、RRU,4G,5G,5G RAN,功能重新划分,Split E,Split D,Split C,Split B,Split A,5G,网络架构的变化,DU,归属几个,CU,1,个,DU,间有没有直连需求：无,CU,间有没有直连需求：有,CU,连接到多少个,UP,CP,多个,NG-CP,NEF,NGnef,NGausf,AUSF,NRF,NGnrf,NGamf,AMF,PCF,NGpcf,NGsmf,SMF,UDM,NGudm,AF,NGaf,1,N,G,NG2,NG4,UE,NG-(R)AN,NG3,NG-UP,NG6,DN,9,5G RAN,部署方式,对于,5G,网络,ITU-T,已经明确了

6、,CU,和,DU,逻辑分离的架构。在实际部署中存在分离部署和不分离部署,两种方案。分离部署的方式将带来承载传送网络的重新划分，其中,AAU,和,DU,之间属于前传段,DU,和,CU,之间属于中传段,CU,之上属于回传段。目前对于,5G RAN,的部署方式主要包括,D-RAN,C-RAN,CU,云化部署三种,D-RAN,传统方式部署，组网部署简单,C-RAN,部署方式下,BBU,集中部署，主要,可节省站点机房,CU,云化部署实现边缘计算、智能运维,D-RAN,C-RAN,和,CU,云化这三种部署方,式也应根据具体场景选择合理的部署方式,5G,网络云化,5G,网络的云化，包括核心网的云化以及接入的

7、云化以及控制的云化，接入和控制的,云化能够实现网络的集约化管理和更高效的网络资源调用,多个移动网络的协同，也需要网络云化,基于,SDN/NFV,技术，实现网络的云化,11,5G,核心网下沉,核心网下沉是需要满足某些特殊业务需求，由于业务对带宽和时延的要求不同，云业务处理,将逐步采用分布式部署，比如工业物联网和车联网的低时延业务,AR/VR,业务等,uRLLC,特征：低时延,MEC,局部存储及计算,应用,AR/VR,自动驾驶等,IOT,eMBB,特征：大吞吐量,应用：手机类等,mMTC,特征：大连接,应用：智能抄表等,NB-IOT,类,Edge DC,Local DC,Central DC,接入

8、,汇聚,核心,省干,时延最优,体验最优,维护最优,12,应用网关下移，协同就近转发，流量本地终结，去中心化趋势明显,5G,设备形态及部署的不确定性,7,RAN,3,UP,5,CN,1,DU,2,CU,4,CP,6,UE,AAU,DU,CP,1,DU,池组化还是堆叠？不确定,1,是否云化？应该是,2,池组化,DU,能够带多少基站？不确定,2,是否集中？应该是,3,DU,中传接口速率？不确定,UP,CU,1,是否云化？不确定,1,CU,能够带多少基站？不确定,2,是否集中？随应用场景不同而不同,2,CU,是专用设备，还是云化设备？不确定,13,基于基础架构的,5G,网元部署特点,省集中,UP,CP

9、,IP,承载,B,网,核心节点,UP,CU,汇聚节点,CU,CU,UP,DU,DU,POP,点,DU,CU,DU,CU,DU,DU,末端点,DU,AAU,AAU,AAU,1,面向基础架构进行网络架构设计,DU,小集中,POP,点,CU,高于,DU,汇聚点或核心点，特殊情况,下在,AAU,站点,UP,汇聚点,核心点,区域（省）集中,按功能和需求,CP,区域（省）集中或本地核心,14,1,2,3,5G,网络技术特点,5G,网络架构,5G,网络对承载网的需求,15,关键需求,1,网络带宽,前传,100MHz,64MIMO,256QAM,16/8,流,CPRI,是个企业联盟，不是标准化组织,eCPRI

10、,规范不是非常精确，厂商的自主性大一些：不能解耦,表中的带宽是与空口带宽、天线、业务量相关，是变化的,25Gbps,可能是主流,eCPRI,可能会导致基站成本变化,16,关键需求,1,网络带宽,中传,回传差异：只差,PDCP,RRC,协议层，带宽中传带宽比回传高,10,左右,单站带宽,5G,低频基站带宽需求,假设取得,3.4G,3.5G,频谱资源，带宽,100MHz,64T MIMO,单小区的峰值带宽约,5G,单站,3,小区）均值带宽约,3G,5G,高频基站带宽需求,20Gbps,回传带宽主要与频率宽度和天线有关，高频点可用频率带宽会更宽，因此回传带宽会,更大,17,关键需求,2,时延,Cri

11、tical IOT,时延要求,E2E 1ms,空口时延），承载网很难满足,NGMN,给出了,Critical IOT,的超低时延场景,Tactile Internet,触摸互联网,Remote Driving,车联网,遥控驾驶,Robot,工业机器人,Surgery,远程医疗,eMBB,E2E,时延要求为,10ms,承载网要求双向时延,4ms,Category,Use case,AR/VR,High Speed Train,Aircraft,50M every where,Tactile,Internet,Remote Driving/Robot,Surgery,E-Health,Public

12、,Security,Wearable,devices,sensor,video surveillance,BW,1Gbps,50Mbps,15Mbps,50Mbps,50Mbps,50k-50Mbps,10Mbps,Low (typically 1,100 kbps,300Mbps,NGMN,给出了,E-MBB,的低时延场景,AR/VR,高速列车,飞行器,50M everywhere,来源于,NGMN,Delay,10 ms,10 ms,10 ms,10-50ms,1 ms,1 ms,10 ms,Seconds to,hours,10 ms,Speed,5km/h,500 km/h,1000

13、km/h,0-120 km/h,5km/h,0-500 km/h,0-500 km/h,0-500 km/h,0-120 km/h,Reliability,M,L,H,L,M,H,H,L,M,E-MBB,Mission,Critical IoT,Massive IoT,要求最小,10ms,视频监控等,Massive IoT,18,关键需求,3,高精度时间同步,精度等级,A,A,B,C,业务类型,MIMO & TX diversity,无需全网支持,带间连续载波聚合（无需全网支持,带间非连续载波聚合（无需全网支持,TDD,基本业务,时间精度要求,32.5 ns,65 ns,130 ns,1500

14、 ns,标准进展,3GPP,当前,3GPP,组织已经初步确认,5G,基本业务对时间同步的需求同,4G,一样，为,1.5us,标准预计,2018,年,6,月发布,对于,5G,的协同业务对时间同步精度的要求,3GPP,还在研究中，预计要到,2019-2020,年才能发布,现有的,1588v2,技术和中国联通已经或正在部署的,1588v2,网络完全可以满足,5G,基本业务对时间同步的应用需求,19,关键需求,4,网络灵活性（资源动态调配,常驻人口,潮汐效应导致新增人口,潮汐效应导致减少人口,根据网络负载，灵活分配,BBU,MCE,GW,等资源,GW,支撑全网资源灵活调度，满足潮汐效应等导致,的流量波

15、动,支持流量的灵活路径调整，网络负载动态均衡,GW,MCE,灵活调度,任意可达,RRU,按需灵活,归属到,BBU,灵活调度,任意可达,MCE,灵活调度,任意可达,MCE,灵活归,属到,GW,MCE,Pool,GW,Pool,网络开放、可编程，支撑新增业务快速部署,组播能力，灾难,自动驾驶等场景下，信息快速,BBU,灵活归,属到,MCE,CloudBB,Pool,RRU,推送,20,关键需求,5,差异化承载,5G,业务在带宽、时延、连接存在巨大差异,4G,时延,50ms,20ms,业界提出以网络分片应对差异化承载,5G,1ms,带宽,xxKb/s,xxMb/s,Gb/s,NGMN_NGMN_5G_White_Paper,连接,x,百,km2,X,千,km2,NGMN,提出的网络切片的构想：例如一个网络,分片提供视频业务，一个网络分片提供,M2M,业,1,百万,km2,务，一个分片提供超低时延业务等等,21,关键需求,6,L3,需求,本地网内部集客业务,eX2,业务,4G,时代，站间协同,X2,接口业务较低，占比,3,实际应用很少,5G