《5G移动通信技术》 课件 项目三任务二 5G接入网技术

项目三任务二5G接入网技术学习目标知识点1：能够说出无线接入发展简史。知识点2：能够描述无线接入网云化方式以及云化的优势。移动通信的演进上一任务学习了云计算的基础知识，云计算在5G网络中随处可见，比如无线接入网络中的云架构，这一网络架构大大增加无线接入网的协同程度及资源弹性，简化运维，提高效率。移动通信每一代技术的更迭，很大一部分都体现在无线接入网络，因为信息传送的短板主要是电磁波的传送，尤其在第五代移动通信之前更为明显，因此我们有必要学习5G无线网络架构技术知识。“”为了更好的了解无线接入网，从根本上理解5G无线网络的云架构，本任务从无线接入网设备——基站的架构变革开始逐步引入云架构，而后介绍5G接入网云架构的技术及其优势。”知识储备:什么是接入网？我们看一下移动通信网络架构简图。从简图上可以看出无线接入网只包含一种网元——5G基站gNodeB,它主要通过光纤与承载网对接，最终连接至核心网。无线接入网（RAN——RadioAccessNetwork)简单地说，就是把所有的手机终端都接入到通信网络中，虽然我们从1G开始，历经2G、3G、4G，一直到如今的5G，技术在飞速演进，但整个通信网络的逻辑架构，一直都是:手机一接入网一承载网一核心网一承载网一接入网一手机。

（1）传统无线接入网

无线接入网就一个网元设备——基站，一个基站主要包括：BBU(主要负责信号调制)、RRU(主要负责射频处理)、天馈系统，其中天馈系统由馈线(连接RRU和天线)和天线(主要负责信号的接收与发射)。在最早期的时候，BBU，RRU等设备是打包放在一个柜子而后机柜放在机房里，如图所示。后来根据营运商的需求，基站结构慢慢的发生了变化，先把BBU与RRU拆开，不需要放置在同一个柜子里，RRU可以放置在室内墙壁上。为了减少建设成本，提高基站布放的灵活性，最后RRU不再放在室内，而且可根据需求搬到了天线的身边(所谓的“RRU拉远”)，这就是分布式基站，如图3-3-4所示，用这种站点进行网络部署称之为DRAN架构。运营商在4G网络中大量部署了DRAN架构并将DRAN架构作为主流建网模式。因此，在5G网络部署中，DRAN架构会长期作为无线接入网的主要架构方案。DRAN架构可以缩短RRU和天线之间馈线的长度，可以减少信号损耗，也可以降低馈线的成本。另一方面，可以让网络规划更加灵活，毕竟RRU加天线比较小想怎么放，就怎么放。但也该部署模式存在一些不足，比如站点配套独立部署，投资规模大，还有站点间资源独立，不利于资源共享等。由于DRAN架构不利于各站点资源共享和站间业务协同等缺点，因此现网可以采用集中式无线接入网（CRAN）架构来避免这些问题。CRAN架构是一种集中式组网方案，其主要特点是将多个站点的BBU设备集中部署在一个机房，各站点RRU射频通过光纤与BBU相连。CRAN架构虽然有诸多优势，但是BBU集中部署，故也存在一些缺点。(1)BBU集中在单个机房中，安全风险高，一旦机房出现传输光缆故障或火灾等问题，将导致大量基站出现故障。(2)要求集中机房具备足够的设备安装空间，且需要机房具备完善的配套设施用于支持散热、备电(如空调、蓄电池等)。（1）CloudRAN架构为了提升无线网络性能、满足各项业务场景需求，5G引入了全新的CloudRAN无线云接入网。CloudRAN架构引入了集中单元(CU）和分布单元(DU)分离的结构。将基站中BBU的空口协议分制成实时处理部分和非实时处理部分，实时处理部分即DU仍保留在BBU模块中，非实时处理部分即CU，通过网络功能虚化NFV)之后进行云化部署，如图所示。由于CU的功能属于基站功能的一部分，所以部署CU的云数据中心一般位于边缘云或区域云。实现CloudRAN架构之后，将大大增加无线接入网的协同程度及资源弹性，便于统一的运行维护，总体来说，CloudRAN架构的优势在于。①统一架构，实现网络多制式、多频段、多层网、超密网等多维度融合。②集中控制，降低无线接入网复杂度，便于制式间/站点间高效业务协同。③便于引入人工智能实现无线接入网切片的智能运维管理，适配未来业务的多样性。④网元集中部署，节省机房，降低运营支出。⑤云化架构实现了资源池化，网络可按需部署，弹性扩/缩容，提升资源利用效率，保护投资。

任务实施步骤1：请思考DRAN、CRAN、CloudRAN这三种无线网络构架的基站资源利用率从高到低的顺序。步骤2：你如何理解CloudRAN部署方式可以降低网络运营支出？

任务实施评价本次任务实施评价见表3-2-1。任务自我评价团队评价教师评价20分50分30分团队协作

独立思考

纪律观念

完成时间

工作态度

学习主动性

任务完成质量

得分小结

得分合计

学习过程遇到哪些困难？

如何解决遇到的问题。

自己在完成任务中哪些方面有提高？

在完成任务中存在哪些不足？

教学活动自我评分小组评分共享（15分）

贡献（15分）

倾听（15分）

协作（15分）

问题解决（20分）

决策（15分）

其他（5分）

任务总结本次任务总结见表3-2-2。请列举出本次课你学习到哪些知识？

请谈谈本次课学习的内容可以应用哪些方面？

发挥你的想象力，本次课知识除了常规的应用，还能在哪些方面可以运用？

请你谈谈与本次内容相关或相近的5G时讯

任务拓展在网络架构中我们还经常看到很多高大上、不明觉厉的科技词汇，很多时候总觉得似懂非懂。比如边缘计算。什么是边缘计算？这分开成两个词语都好理解，但合起来看，就茫茫然不知所云。其实边缘计算是一种计算模式，它将数据处理和计算能力推向离数据源和终端设备更近的地方，从而减少了数据传输延迟和网络负载，提供了更快的响应速度。边缘计算将计算资源放置在物理世界的边缘，例如物联网设备和边缘服务器等。通过在这些边缘设备上进行数据处理、分析和决策，边缘计算可以实