移动通信：端到端5G系统基础 课件 第6-10章 5G网络的传输-5G技术的实际应用与未来展望

第6章5G网络的传输课件移动通信-端到端5G系统基础第6章5G网络的传输§6.15G传输的难点及其驱动力§6.25G传输的架构§6.35G传输中的X-Haul技术§6.45G传输中的IP路由技术§6.55G传输中的SDN技术§6.65G传输中的切片技术6.15G传输的难点及其驱动力移动通信-端到端5G系统基础6.1

5G传输的难点及其驱动力驱动挑战模块化和可扩展的运输X-haul密集和灵活的X-haul运输能力及表现爆发式的流量增长好极致的性能软件定义网络全网状、动态和弹性的流量模式传输多租户、差异化的端到端服务5G运输面临的挑战和驱动6.2

5G传输的架构移动通信-端到端5G系统基础6.2

5G传输的架构在物理层次上，传输网络分为前传网、中传网和回传网三个部分。前传网连接射频单元（RRU）和数字单元（DU），中传网连接DU和中央单元（CU），回传网连接CU和5G核心网（5GC）

5G核心网对5G承载网的组网架构影响6.2

5G传输的架构6.35G传输中的X-Haul技术移动通信-端到端5G系统基础6.35G传输中的X-Haul技术传统回程与X-Haul流程对比图CloudRAN的出现改变了传输网络的结构。通过CloudRAN解决方案，回程传输被分割为前程传输、中程传输和回程传输，带来了灵活性。这种差异化的回程方法被统称为X-Haul。

6.35G传输中的X-Haul技术传统与CloudRAN下的延迟分析随着远程无线电和基带之间的距离增加，延迟也会分别增加。由于光纤的传播延迟约为每千米5ms，对于300ms的往返延迟要求，我们有一个无线电单元和分布单元之间的30km距离限制。

6.35G传输中的X-Haul技术CloudRAN分类在规划和部署具有独立射频元素的接入点和CloudRAN时，需要考虑跨X-Haul的所有延迟和容量要求。不同的消费者和行业设备、用例以及服务级别协议（SLA）的需求将影响规划和部署。值得强调的一点是，X-haul非常灵活，一个特定的地理区域可能会接收到这些传输类型的混合。6.45G传输中的IP路由技术移动通信-端到端5G系统基础6.4

5G传输中的IP路由技术1.传输容量与性能随着移动传输网络不断应对日益增长的带宽需求和紧张的时延期望，主干、城域/区域核心以及回程网络的上部分由两种物理元素组成：光传输元素和IP路由元素。这两个元素形成了一个集成的、统一的基础设施，以满足对基于光的网络不断增长的需求。2.光传输在光传输中，光网络作为一个强大而网状的层，与IP网络分离，为物理层和数据链路层创建点对点的传输。推进光传输的关键赋能技术及其特点如下：1）光附加波分复用器：提升光学容量、支持光学SDN2）PCS：调整数据速率6.4

5G传输中的IP路由技术3.

IP路由元素IP路由器共同组成了一个基于互联网协议的分组网络，由众多独立的IP网络组成。未来的IP网络必须不断演进以满足数百种新应用和数百万用户的服务需求。4.

IP设备的需求（1）极大的带宽：数据速率达100Mbps至10Gbps（2）支持大量机器通信（3）支持关键机器通信

6.4

5G传输中的IP路由技术6.IP路由的技术推动者用于多兆位容量的路由硅：准备好为数百万用户处理数百个新的应用程序和服务；分组路由器中的可编程网络处理器：大规模提供智能，并通过控制提供可见性，以确保网络更强大、更敏捷和更安全；灵活有效的IP流量工程：提供内部驱动的自动化组网新运营模式。SDN支持的云优化IP路由：能够根据需求或内容放置的变化，实时调整网络资源。由软件定义的网络支持。5.

IP路由技术基础设施将需要集成运营商级IP路由和Web规模的IT技术，引入一个基于云的、动态的、可编程的服务架构，具有集中的边缘和区域云基础设施。这些云基础设施将通过智能、统一的网络结构相互连接。通过这种新的部署模型，新服务可以比以往任何时候都更迅速地推出。此外，通过网络切片技术，资源可以高效、安全地共享。6.55G传输中的SDN技术移动通信-端到端5G系统基础6.55G传输中的SDN技术SDN:在5G中，动态和弹性的流量模式要求我们具备编排和连接分布在中央办公室、区域和中央数据中心的物理和虚拟化网络功能的能力。这些网络功能形成了服务云，而能够自动设计必要的数据路径连接并根据服务需求的波动进行动态调整是至关重要的。为了管理动态流量，SDN控制器应用了三项关键技术，包括路径计算引擎(PCE)、整体拓扑的流量工程视图计算以及边界网关协议以太网VPN(BGPEthernetVPNs)。让我们更详细地了解这些技术：1.路径计算引擎(PathComputationEngine,PCE)，通过与每个域中的路由器通信，接收整个拓扑和端到端网络的流量工程视图。2.SDN控制器从PCE接收整个拓扑，并计算和自动化映射SLA要求到整个网络的流量工程路径。3.边界网关协议以太网VPN(BGPEthernetVPNs)提供二层和三层端到端VPN服务连接。以太网VPN允许在数据中心的虚拟网络功能上终止服务。6.55G传输中的SDN技术流量规划6.65G传输中的切片技术移动通信-端到端5G系统基础6.6

5G传输中的切片技术网络切片允许将共同的网络基础设施划分为多个切片，这些切片创建了多个虚拟网络实例，并为每个切片分配特定的网络资源。网络切片可以被视为为特定租户、服务或服务类别优化的端到端虚拟网络，具有动态调整、自动监控和控制的能力，以提供特定服务水平协议。SDN作为推动引擎，通过软件定义管理实现对传输切片的支持。传输切片编排使得多个网络功能可以连接，并为每个网络功能确定性的服务水平协议。最终，由于传输切片编排，传输网络能够提供切片流量的路由和优先级，并在拥塞和过载情况下维持服务水平协议。此外，传输网络能够找到低延迟应用程序的最佳路径。传输切片编排的三个主要特性：创建和自动化、优化与保证本章论述题1.简述5G传输的难点以及对应驱动力。2.请解释前传网、中传网和回传网在5G传输网络中的作用以及它们之间的区别。3.在5G传输网络中，X-Haul技术如何与访问回程相关联？它是如何通过灵活的RAN架构影响运输网络的？4.简述IP路由元素、IP设备要求及其技术使能元素。5.SDN技术和NFV技术在5G网络中的作用是什么？它们如何与传输网切片技术相互配合，为网络提供更好的服务？6.简述5G传输网络中切片技术的作用是什么？为什么在5G网络中需要切片技术？谢谢!移动通信-端到端5G系统基础第7章5G分布式云技术课件移动通信-端到端5G系统基础第7章5G分布式云技术§7.1云技术与云计算简介§7.25G网络的云计算§7.3IT云技术§7.4从IT云到5G分布云§7.55G分布云的优点7.1云技术与云计算简介云计算的五个特征云计算服务模式云计算部署模式云计算的价值移动通信-端到端5G系统基础7.1.1云计算的五个特征1.

按需自助服务：用户可以根据自身需求自主配置云服务的处理能力，无需人工干预。2.

统一的网络接入：云服务具备通过多种客户端平台（如智能手机、笔记本电脑、PDA、iPad等）从网络进行访问的能力。由于服务在云端运行，用户只需具备能够访问网络的简单终端，就可以随时随地使用云服务。3.与位置无关的资源池：云计算拥有一个大规模、灵活动态的资源池，采用多租户模式为所有消费者提供服务，实现规模经济效益并满足服务级别需求。应用程序执行时需要各种资源，如处理器、内存、外存、网络带宽、虚拟机等。4.快速弹性：快速弹性指的是云计算系统能够以快速、弹性的方式进行配置，以实现迅速的资源扩缩和释放。这种能力使得云计算中的资源对消费者而言仿佛是无限的，可以在任何时间购买任意数量的资源。5.

按使用付费：个人都可以以付费的方式使用公有云的资源。计费方式非常灵活，可以根据存储、带宽、计算资源消费量，或每月活动用户的账户数等进行计费。私有云通常只为企业内部员工提供服务，往往是不需要收费的。云计算五个特征7.1.2云计算服务模式IaaS提供了用户直接访问底层计算、存储和网络资源的能力；PaaS提供了软件业务运行的环境；SaaS以服务的形式向用户提供软件。

7.1.3云计算部署模式云计算的4种部署模式：公有云、私有云、混合云和社区云。公有云是由服务提供商拥有云计算基础设施，并向公众或企业用户提供云计算服务的形式。这种服务对象没有特定的限制，为所有外部客户提供服务，因此有时被称为外部云。私有云是指由组织机构在其内部建设和运营、专供该机构自身使用的云平台。它通常被称为内部云，因为其服务不对外提供，仅供机构内部人员或分支机构使用。社区云的云计算基础设施由多个有着相同需求或利益的组织共享，并为它们提供特定的应用功能和工具。社区云可按行业划分，如医疗云、教育云、金融云等，也可按区域位置划分，如某工业集聚区的工业云。混合云的云计算基础设施由多种云计算部署模式组合而成，对外表现为一个整体。它是一种用户使用云计算服务的方式，同时使用公有云和私有云服务。7.1.4云计算的价值1、高资源利用率；云计算通过虚拟化技术打破了传统的资源分配方式2、高可靠性云计算服务提供商的数据中心通常具有优越的硬件设备和保障设施。3、高运维效率运维支撑系统可以实现大规模计算、存储集群和网络设备的智能管理，降低了硬件安装和维护的复杂度。4、快速部署和弹性扩容7.25G网络的云计算基于Cloud

Native建设5G网络的必要性Cloud

Native在5G领域的应用移动通信-端到端5G系统基础7.2.1基于CloudNative建设5G网络的必要性在实际业务中，5G需要面向多业务，提供灵活的业务保障，而CloudNative通过灵活的资源使用支持不同部署模式。通用资源如数据库、负载均衡器、微服务可以根据功能需要进行灵活组装。业务的灵活性加上实现的灵活性，才能为业务提供按需的灵活性。7.2.2

CloudNative在5G领域的应用3GPP标准定义的5G核心网架构。采用产品软件的服务化架构带来更加敏捷的扩展能力，从点对点的确定性通信演变为服务化注册、发现、分配全互连通信，以便更容易扩展。通信接口设计从多样性逐渐过渡为标准的通用轻量接口设计，支持“乐高”式服务组合，更适合应对5G灵活多变的业务。

7.3IT云技术虚拟机vs.容器资源编排弹性IT云服务器和数据中心基础设施简介硬件加速移动通信-端到端5G系统基础7.3.1

虚拟机vs.容器虚拟机是虚拟化应用程序的传统方式，每个虚拟机都有库、应用程序和自己的客户操作系统。它们可以在一台物理机上运行多个虚拟机，由管理程序负责管理和控制这些虚拟机。管理程序是一种管理和控制主机环境上的虚拟机的软件。它可以被看作是虚拟机和物理服务器之间的软件层，将虚拟机的资源与主机资源进行映射。容器是一种更现代的虚拟化方式，它不基于操作系统虚拟化应用程序，而在相同的主机操作系统上运行应用程序，更有效地优化资源，但由于应用程序共享操作系统，安全性和隔离性成为挑战。7.3.2

资源编排弹性垂直扩展涉及分配更多资源（如CPU、RAM和存储容量）来增加虚拟机或容器的容量。当然，弹性也可能反过来减少虚拟机或容器的容量。水平伸缩可以向现有的应用程序添加或删除虚拟机或容器。例如，这里的需求增加了，因此容器的数量增加了一倍。水平扩展更容易实现，因此比垂直扩展更常见。7.3.3

IT云服务器和数据中心基础设施简介IT云的服务器和数据中心基础设施包括物理服务器、相关网络（交换机和路由器）以及云基础设施软件。•服务器物理服务器提供硬件资源，即处理器、内存、存储和网络。服务器或节点是构建数据中心的基本元素，在一个数据中心中可以有多个服务器。•数据中心数据中心由服务器、相关网络(称为交换机和路由器)和云基础设施软件组成。•云基础设施软件云基础设施软件管理整个数据中心，并为虚拟机和容器分配虚拟资源。•云基础设施数据中心、资源和云基础设施软件结合在一起被称为云基础设施。7.3.4

硬件加速硬件加速是指与服务器和网络相关的云基础设施的最终技术推动者，它与性能有关，并基于特定的芯片组。不同的硬件加速技术在有效性、灵活性和成本方面存在权衡，如FPGA、GBU和ASIC。

7.4从IT云到5G分布云5G分布云5G分布云的时延分析IT云与5G云的关系网络功能虚拟化云编排5G云安全移动通信-端到端5G系统基础7.4.1

5G分布云在新的5G网络结构中，存在两种云类型：中心云和边缘云。中心云类似于我们今天所知的云，用于集中控制、主数据网络互联和为大型数据中心提供更低总拥有成本。边缘云则包括地铁边缘云和远边缘云，能够实现流量本地化，特别是对用户面终端，这在4G技术中较难实现。此外，还有内部云，将云放置在用户附近以提供超低延迟，已经在大型企业中得到有效应用。7.4.2

5G分布云的时延分析边缘云提供了最低的延迟，因为它与用户更近。随着在云层中移动的距离增加，传播时间也会明显增加，最佳的端到端延迟时间出现在远端云上，相较于中心云的20~150ms速度，远端云可以达到1ms~5ms的速度。

7.4.3

IT云与5G云的关系5G分布式云关键技术使能器可以分为两个主要部分:IT云和5G分布式云。IT云是我们今天拥有的基础设施，提供具有虚拟资源和管理的云基础设施，是5G分布式云的使能因素。5G分布式云建立在IT云的基础上，支持实时应用，引入了边缘云和多云实例。它是一个基于电信标准的网络，增加了受管理的网络功能，同时具备自动化和编排的特性。7.4.4

网络功能虚拟化NFV的发展始于2012年11月，当时十三家电信运营商组成NFV产业标准组，旨在通过通用服务器、交换机、存储设备以及标准的IT虚拟化技术，实现传统电信的网络功能，从而降低设备和运营成本，缩短业务创新周期，提高部署网络功能的灵活性和敏捷性。NFV的发展经历了多个阶段，包括制定需求和架构、定义概念和系统架构、制定管理与编排层/网络功能虚拟化基础设施(NetworkFunctionsVirtualizationInfrastructure,NFVI)层的功能及基础概念、明确可靠性、安全性的需求等。NFV的核心理念是将传统电信网络设备功能软件化，通过虚拟化技术在通用的计算、存储、网络等硬件设备上实现电信的网络功能。NFV的应用将大大提高电信网络建设的灵活性和网络服务部署的敏捷性，促进传统CT产业与IT产业的深度融合。物理网络功能（PNF）作为传统的网络元素，是指无法虚拟化的网络元素或一组物理服务器，而NFV的发展则标志着电信网络朝着更灵活、敏捷和成本效益的方向迈进。7.4.5

云编排5G云主要分布在大型中心云和众多的边缘云和远缘云中，因此编排被组织在两个级别内：资源编排和云编配。资源编排管理大型中央云或由几个小型边缘云组成的资源，而云编配则覆盖并同步整个分布式云。7.4.5

云编排编排层和云基础设施软件隐藏了云结构，并允许自动部署网络服务。云编排负责网络服务部署。它依赖于一个或多个资源编排实例来创建VNFs，也依赖于SDN进行网络连接。资源编排只会看到VNFs，每个VNF由一组容器或虚拟机组成。它会将每个容器或虚拟机分配给一个基础软件实例。最后，云基础软件会分配虚拟机。它不知道它们属于什么虚拟网络功能或网络服务。7.4.5

云编排ETSINFV-MANO是一个公认的云基础设施标准.ETSINFVMANO引入了多个层次，每个层次都与当前研究的基础设施层相对应。该标准对同时应用于资源和云编排的编排进行了规范化。7.4.6

5G云安全确保云基础设施网络安全保护应用程序免受攻击保护云基础设施确保虚拟机和容器安全保护服务器，更新每个服务器的管理程序或容器引擎有两种情况需要特别的注意：边缘云和云数据中心混合VNF和终端用户应用程序各种切片和应用程序隔离7.55G分布云的优点移动通信-端到端5G系统基础7.5.1

5G分布云的性能表现分布式云可以通过以下方式满足5G的性能要求:边缘云进行大规模vRAN部署去满足增强的移动宽带和大规模机机通信需求。在边缘云中实现超可靠的低延迟通信应用，以减少往返时间，并在可用时利用硬件加速。当延迟不是关键因素时，中央云将提供资源分配和伸缩到片和应用的灵活性。利用边缘云的位置和连接边缘用户平面功能的能力，可以有效地支持低延迟应用。此外，吞吐量密集型的内容从边缘提供响应性和效率会更高。7.5.2

灵活部署和自动化端到端业务编排是5G业务部署的关键。从云的角度来看，切片被视为由网络服务描述符定义的一组网络服务。端到端编排将随着SDN继续进行，在需要VNFs的地方实现VNFs，并为它们提供满足提交的服务水平协议所需的资源。SDN将反过来跨IP和光传输层实现所需的配置，为VNFs提供适应其预期性能的通信手段。7.5.3

弹性分析功能在正常运行中处理从虚拟化网络功能和云平台接收到的信息，实现服务水平的弹性调整。在发生服务降级时，编排将部署替换的VNFs，而SDN将重新配置传输层以恢复服务水平。需要注意的是，恢复过程不允许实现5个9的可靠性，这通过使用无状态和高可用性VNFs等机制来实现。4.5.2

低时延技术正常调度与免调度方式的对比gNodeB可以启用免调度功能，并配置相应的资源。这些免调度资源的配置信息会通过下行控制信息（DownlinkControlInformation,DCI）传达给用户设备（UE）4.5.3

提升设备连接量技术

技术上，大规模MIMO技术通过大量天线提高网络频谱效率和吞吐量，是提升设备连接量的关键。同时，针对物联网设备的协议，如NB-IoT和eMTC，在低功耗和宽覆盖情况下支持大量设备连接，起着决定性作用。此外，通过智能管理系统的动态资源分配，可以保证网络资源的高效利用，满足众多设备的需求。随着设备连接数量的增加，采用先进的安全协议和有效的网络管理策略，对于确保网络的稳定性和安全性也变得越发重要。本章论述题1.请简述5G接入业务需求2.请简述LTE空口技术3.请简述5GNR的帧结构4.请简述5G网接入的三大技术分类5.请简述MassiveMIMO的工作原理谢谢!移动通信-端到端5G系统基础第8章5G网络的网络切片技术课件移动通信-端到端5G系统基础第8章5G网络的网络切片技术§8.1网络切片概述§8.2网络切片指标§8.3自动化网络切片§8.4承载网切片技术§8.55G承载网切片关键技术8.1网络切片概述移动通信-端到端5G系统基础8.1网络切片概述网络切片是一种对网络基础设施进行逻辑分区的方法，通过这种方法可以创建多个虚拟网络实例，从而实现了特定的网络资源能够高效地分配到给定的切片上。此外，网络切片还具备独特的服务质量(QualityofService，QoS)，它保证了定制的技术性能。最后，网络切片允许将特定的应用程序与给定的切片相关联，从而为用户提供了定制的、具有特定性能特征的专用通道。

8.1网络切片概述网络切片最初以一种相对简单和手动的方式存在，通常由网络运营商创建两个主要承载，即互联网数据和语音。此外，还可以选择性地创建一些专门的承载，例如物联网，以对现有的公共网络进行分区。最后，可以使用元素构建切片，例如专门的数据网关，其中包含了特定服务，如公共安全服务等。

8.1网络切片概述领域需求方案水平用户个人用户需要接入多个同时且关键的应用与服务用户设备至多同时连接8个切片垂直产业支持设备与机器应用能在不同的垂直划分的行业同时可以支持多个应用切片网络网络需建立不同QoS条件下的流量不同流量/总流量的比值相较于承载更灵活E2E管理1）切片间有效的区分；2）功能充足的网络切片管理；3）为应用自动化切片。1）专用切片区分器；2）专用5G核心网络功能；3）自动切片管理和编排E2E5G网络切片的不同用户及其需求8.1网络切片概述网络切片在5G端到端生态系统中扮演着至关重要的角色。尽管最基本的层面上，每个切片与特定的数据流相关联，但实际上网络切片的功能远远超出了这个简单的描述。8.1网络切片概述垂直产业SLA需求制造业1）实时控制的超低延时视频；2）基于云自动化的海量连接的传感器。运输业1）传感器的超低延迟、超相应、超可靠；2）高质量上行视频的极端吞吐量。医疗行业1）超低延迟的网络；2）超可靠与极端吞吐能力；3）提供关键的成像与即时反馈。运动与娱乐行业1）海量连接多种视频角度；2）为大量用户提供极端吞吐量与低延迟高清AR视频；公共安全1）多个视频源的极端吞吐量；2）低延迟；矿业1）超可靠与超低延迟的通信能源行业1）无人机需要的超低延迟；2）上行视频的极端吞吐量；垂直产业与SLA需求8.1

5G接入需求在10到100个切片之间的范围内，切片的创建可能是手动的或自动的，取决于业务流程。在这个范围内，切片的应用开始包括专门的生态系统，例如车辆和工业4.0等领域。在100到1,000个切片的范围内，切片的应用将由应用工具和业务流程驱动。在这个范围内，切片的应用可能涉及引入特定企业版本的生态系统切片。例如，汽车供应商可能会在车辆到一切切片类别中拥有一个特定的切片，每个供应商提供一个独特的变体。在1,000到10,000个切片的范围内，切片的创建工具将需要完全自动化，由不需要深厚技术知识的销售团队操作。在这个范围内，切片的应用将受到所谓的"超本地化"的驱动，即为特定的公司和用户创建专门的切片，例如工厂和体育俱乐部。8.2网络切片指标移动通信-端到端5G系统基础8.2网络切片指标网络切片实现了网络功能的灵活定制，这涉及到两个主要方面：技术和业务。在技术方面，网络切片采用了服务质量（QoS）机制，用于描述和测量整体性能。QoS机制通过为特定类型的数据设置优先级或分配专用资源来管理和控制网络资源。传统的QoS方面关注吞吐量、延迟和可用性等指标，但5G技术扩展了这些方面，以满足新的性能需求；技术方面（服务质量）：需要确保系统的各个组成部分，包括无线电、传输、核心和应用，都提供技术上的服务质量，以保证端到端的服务质量。在业务方面，网络切片采用了服务水平协议。服务水平协议是服务提供商与其内部或外部客户之间的合同，记录了提供的服务内容和服务标准，明确了提供商必须满足的服务要求。业务方面（服务水平协议）：需要制定服务水平协议，明确切片的使用情况、建议的服务以及网络供应商和客户之间达成的合同要素。8.2网络切片指标每一个网络切片都会涉及到具体的服务请求，它支持服务水平协议和服务质量。切片的主要属性或要求包括：1.吞吐量：切片需要提供特定的数据传输速率，以满足用户或应用程序的需求。2.延迟：切片必须满足特定的延迟要求，以确保及时的数据传输和响应时间。3.可靠性：切片需要提供高可靠性，以确保数据传输的稳定性和可用性。4.移动性：切片可能需要支持移动用户或设备，并在用户从一个区域切换到另一个区域时保持连接。5.安全性：切片需要提供强大的安全性措施，以保护数据和通信的隐私和完整性。8.2网络切片指标通过3GPP标准，我们可以更详细地了解各种服务水平协议的要求，特别是在提供超可靠低延迟通信方面。以下是一些示例用例以及相应的要求：1.可用性要求：通信服务的可用性可能从3个9不等，即99.9%可用性。这意味着每年约有9个小时的不可用性。这种情况下，需要自动化监控来确保服务的可用性，类似于高压配电要求的可靠性。2.延迟要求：低延迟通信的范围广泛，从亚毫秒级的离散自动化运动控制，到50毫秒级的远程控制过程自动化。超低延迟通信可能需要在边缘云的应用和用户平面终止，以满足这些要求。3.连接密度要求：不同用例的连接密度要求差异很大。例如，离散自动化可能每平方公里需要10万个连接，而智能交通可能只需要1000个连接。8.2网络切片指标网络切片是5G网络中的一个关键框架，它允许网络服务按照不同用例和应用的需求进行灵活和定制化的配置。

8.2网络切片指标基于服务质量的切片实例8.2网络切片指标网络切片的创建和管理需要综合考虑多个因素，包括切片的服务质量要求、资源分配、传输路由、无线电资源管理等等。因此，对网络进行适当的调整和配置是确保切片正常运行的关键步骤8.2网络切片指标E2E切片整体构想8.3自动化网络切片移动通信-端到端5G系统基础8.3自动化网络切片自动化是切片可扩展性的关键推动因素8.3自动化网络切片8.3自动化网络切片5G网络切片的演进8.4承载网切片技术移动通信-端到端5G系统基础8.4承载网切片技术带宽：带宽是单位时间内网络能够传输的最大数据量。上下行速率：上行速率影响用户上传数据，下行速率影响用户下载数据。在实际应用中，为满足用户需求，下行速率通常设置得高于上行速率。时延：指数据从网络一端传输到另一端所需的时间。抖动：指同一业务流中不同数据包到达时间的差异。丢包率：指在网络传输中丢失的数据包占总传输数据包的百分比。影响：少量丢包对某些业务影响不大，但大量丢包会严重影响传输效率和应用体验。例如，在远程驾驶中，丢包可能导致安全问题。承载网的服务质量（QoS）是衡量网络服务性能的关键指标，通过带宽、时延、抖动和丢包率等参数来全面评估。这些参数为关键业务提供了服务质量保证，确保了用户可以获得稳定、可靠的网络体验。8.4承载网切片技术5G承载网的切片架构通常包括三个平面：网络管理平面、网络控制平面和网络数据平面。网络管理平面的主要任务是负责切片网络的维护、虚实映射的维护以及物理网络的维护。网络数据平面包括逻辑切片层、资源映射层和物理网络层。8.55G承载网切片关键技术移动通信-端到端5G系统基础8.55G承载网切片关键技术FlexE技术FlexE是一种在路由器中使用的技术，用于对物理接口进行逻辑切片，以满足不同业务对网络资源的需求。而OTN与ODUk则是光传送网络中用于划分子管道的技术，这些子管道可以独立地传输和管理数据，从而实现了带宽资源的灵活分配和隔离。8.55G承载网切片关键技术FlexE技术提供的大带宽、长距离传输FlexE子时隙8.55G承载网切片关键技术SPN架构本章论述题1.网络切片的基本原理是什么?2.网络切片的发展历程是如何演变的？3.什么是网络切片的主要属性或要求？简要描述每个要求的含义。4.切片协调的问题是如何解决的？简要描述解决方案的关键组成部分。5.端到端切片管理中的协调器如何与底层资源进行交互？简要描述其操作方式。6.自动化在网络切片中的作用是什么？7.自动化如何影响网络切片的部署和管理成本？8.实现完全自动化的网络切片系统需要依赖哪些技术和方法？谢谢!移动通信-端到端5G系统基础第9章5G网络安全课件移动通信-端到端5G系统基础第9章5G网络安全§9.1网络安全的原则§9.25G网络威胁来源§9.3端到端5G网络对安全的措施及策略§9.45G安全架构的标准§9.55G安全标准和促进因素9.1网络安全的原则移动通信-端到端5G系统基础9.1网络安全的原则（1）安全隔离：将不可信的网络隔离开，以保障目标网络中的访问和交互都是可信的或符合业务规则的。常见的隔离包括网络平面隔离、网络通道隔离、内外

IP

地址隔离、端口隔离等。（2）最小化授权：仅给用户分配完成其任务所需的最小访问权限，即执行程序时仅为用户分配满足正常运行所需的最小权限级别。（3）攻击面最小化：系统仅提供正常业务交互所必需的访问通道，其他不需要和非必需的访问通道应当关闭。（4）动态平衡：安全与风险的状态是动态平衡的，安全总是相对的，风险会随着时间的推移而增加，所以需要周期性识别安全与风险的平衡是否被打破，并采取进一步的措施降低新的风险。所有的信息安全技术都是为了实现一定的目标，所以无论是在云化场景下还是在传统的IT场景下，都需要遵循最基本的安全原则来构建对应的安全解决方案

9.1网络安全的原则（5）默认安全：尽可能将安全功能设计为默认启用，而无须管理员干涉；系统运行时必要的安全功能随系统启动自动处于激活状态，不提供禁用开关。（6）异常时安全：系统进入异常状态时仍要考虑保持足够的安全性，使得系统损失降低到最小。（7）安全机制不要依赖保密的方式：安全机制的安全性不依赖于人对该机制的保密，隐藏秘密是不可靠的方式。（8）永远不要相信来自可信边界之外的输入：系统默认所有来自可信边界之外的输入都有可能带有恶意，应该进行合法性校验，不依赖客户端对输入的合法性校验。9.25G网络威胁来源不断扩大的5G威胁环境5G安全的挑战5G的潜在攻击载体云安全挑战移动通信-端到端5G系统基础9.2.1不断扩大的5G威胁环境5G所带来的软件定义技术带来了新的漏洞。看似无限的宽带用户体验绝不能受到影响。不管是不是5G，人类仍然是安全链中最薄弱的环节。人为错误和社会工程漏洞是典型的风险，5G安全管理系统必须检测和缓解这些风险以及其他安全问题。9.2.25G安全的挑战传统的安全与零散的、没有联系的工具正在变得过时。相反，需要具有实时响应的主动网络安全措施，特别是对于高度敏感的应用，如电子健康和电网控制。由于5G网络预计将成为许多关键应用的骨干，这些网络的完整性和可用性将变得比以往任何时候都重要。因此，5G将需要端到端的监控、检测和响应能力。监管和合规情况也变得更加严格，并面临着隐私和数据保护等领域的更多责任。这为企业和通信服务提供商带来了一系列安全挑战。因此，安全团队必须解决新的和更多样化的技能组合，以覆盖广泛的安全范围。9.2.35G的潜在攻击载体5G的安全性威胁来源9.2.4云安全挑战NFV攻击示例9.2.4云安全挑战SDN攻击示例拒绝服务（DoS）攻击

攻击者试图通过暂时或无限期地扰乱服务，使机器或网络资源对其用户不可用。中间人（MitM）攻击

攻击者秘密转发并可能改变两方之间的通信，而两方认为他们是在直接通信。网络可见性中毒（NVP）攻击

攻击者修改或伪造了SDN控制器的拓扑信息。9.3端到端5G网络对安全的措施及策略5G安全要求5G安全标准和促进因素移动通信-端到端5G系统基础9.3.15G安全要求5G安全的四个措施9.3.25G安全标准和促进因素5G安全的三个部分9.3.25G安全标准和促进因素3GPP关于5G架构的描述9.3.25G安全标准和促进因素3GPP组织关于5G安全的6项措施9.3.25G安全标准和促进因素5G的两种验证9.3.25G安全标准和促进因素认证的工作原理9.3.25G安全标准和促进因素4G与5G的安全对比9.3.25G安全标准和促进因素UE基于EAP的二级认证9.3.25G安全标准和促进因素5G互联的安全9.45G安全架构的标准移动通信-端到端5G系统基础9.45G安全架构的标准云安全性纵深防御模型9.45G安全架构的标准纵深防御的4种方法9.45G安全架构的标准SDN安全措施9.55G安全标准和促进因素移动通信-端到端5G系统基础9.55G安全标准和促进因素5G的安全保障现状9.55G安全标准和促进因素E2E安全架构9.55G安全标准和促进因素5G安全性协调、自动化响应架构本章论述题1.为什么超可靠的低延迟通信对于远程手术等关键服务至关重要？它如何受到5G网络安全威胁的影响？2.5G网络中存在哪些潜在的攻击载体？这些攻击载体可能如何影响网络安全？3.5G安全的要求是什么？4.什么是端到端的安全方法--分层深度防御？5.5G架构中的关键安全要素是什么？6.在5G架构中，哪些功能起着重要作用，并描述它们的作用？7.网络切片安全的关键环节是什么？网络切片隔离有哪两个角度？8.什么是5G安全标准和促进因素？谢谢!移动通信-端到端5G系统基础第10章5G技术的实际应用与未来展望课件移动通信-端到端5G系统基础第10章5G技术的实际应用与未来展望§10.15G技术赋能工业4.0时代§10.25G的过去与现在之盘点§10.35G未来与6G的时代展望10.1

5G技术赋能工业4.0时代工业4.0时代5G技术赋能工业4.0的三大技术5G-Advanced时代AIfor5G移动通信-端到端5G系统基础10.1.1工业4.0时代应用场景延迟可靠性吞吐量工业机器人<1ms>99.9999%Kbps传感器~100ms>99.99%Kbps手持终端<10ms>99.9999%M-Kbps自动驾驶<10ms>99.9999%Mbps工业4.0各种场景的关键指标现代新兴工业技术，被誉为工业4.0（Industry4.0,I4.0），代表着继机械化（第一次工业革命）、电气化（第二次工业革命）和数字化（第三次工业革命）后，工业技术自动化和数据交换的最新演进。工业4.0是指以数字化、智能化和互联网化为特征的新一代工业革命，它将传统的制造业与先进的信息技术相结合，实现了制造过程的智能化和生产模式的全面升级。

10.1.25G技术赋能工业4.0的三大技术基石10.1.35G技术赋能工业4.0的可行性延迟随着5G技术的演进，这一延迟将大幅降低到2ms至5ms，而无线接入网络的功能增强更是将潜在的目标延迟缩减至1ms。可靠性通过运用蜂窝技术在最新开放的宽带非授权频谱（3.5/5/6/60GHz）中部署专用网络，且蜂窝系统的接入点间始终保持协调的连接，这确保了当用户从一个接入点移动到另一个接入点时，通信始终保持无缝且顺畅。设备密度与QoSNR-U允许根据不同关键任务服务的具体需求，量身定制系统性能和资源使用，以满足专用网络部署（如网络切片）的多样化要求。

10.1.35G技术赋能工业4.0的可行性部署难度为了实现新技术的快速采纳，该技术必须拥有经济效益高、部署迅速且操作简便的设备作为支撑。以WiFi为例，其普及的成功在很大程度上得益于这些优势。如今，5G技术通过引入NR-U，正逐步迈向复制这一成功模式。安全非授权专用网络（NR-U）的引入为网络安全提供了新的保障。通过提供网络隔离、数据保护和设备/用户身份验证，NR-U确保了关键属性的安全。这种隔离机制有效地将NR-U网络与其他网络隔离开来，降低了潜在的安全风险。10.1.45G技术赋能工业4.0的实例1.5G赋能公共安全5G技术赋能公共安全的三个应用情景10.1.45G技术赋能工业4.0的实例1.

5G赋能公共安全视频监控的网络架构设计沉浸式体验设备与智能联控可穿戴设备的网络架构设计

10.1.45G技术赋能工业4.0的实例1.5G赋能公共安全多情景的网络架构设计

10.1.45G技术赋能工业4.0的实例2.5G赋能公共交通5G技术赋能公共交通的三个应用情景10.1.45G技术赋能工业4.0的实例列车信号控制网络架构

2.5G赋能公共交通多场景网络架构设计10.1.45G技术赋能工业4.0的实例3.5G赋能制造业5G技术赋能制造业的两个应用情景10.1.45G技术赋能工业4.0的实例3.5G赋能制造业多情景下的网络架构设计10.25G的过去与现在之盘点5G技术的发展史5G-Advanced时代AIfor5G移动通信-端到端5G系统基础10.2.15G技术的发展史ITU与3GPP组织对5G标准化的时间表10.2.15G技术的发展史

Rel-15Rel-16Rel-17开始时间2016.062017.032018.06冻结时间2019.062020.072022.06eMBB5GNR5G核心NSA/SA模式FR2MIMODSSDC/CANR-UMIMO71GHzQoERAN切片IIoT/URLLC定位私人网络高精准定位增强IoTRedCap自动化/NRSidelink增强NR-V2XNRsidelink增强RAN/IAB更多IABNTN//NRNTN公共安全//NR多广播服务VR/XR//CODEC3GPPRel-15,16,17总结10.2.25G-Advanced时代5G-A的应用场景10.2.25G-Advanced时代5G-A潜在技术10.2.3AIfor5GAIfor自组织网络（Self-OrganizingNetwork,SON）,在5G时代，网络密度的增加和资源的动态分配为网络的协调、配置和管理带来了新的挑战，进而引发了对SON功能改进需求的增长。移动网络中的SON模块主要涵盖自配置、自优化和自修复三大类别。SON的主要目标是实现网络规划、配置和优化的自动化，无需人工干预，以降低总体复杂性、运营支出（OPEX）、资本支出（CAPEX）以及人为错误。目前，已经对人工智能在SON中的多种应用进行了深入研究。这些研究包括使用人工智能进行自动基站配置、新小区和频谱部署、覆盖和容量优化、小区停机检测与补偿等，其中涉及了人工神经网络、蚁群