5G网络架构.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/5/27,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,5G网络架构,2021/5/27,1,5G,网络演进需要新型网络架构,未来网络对速率、连接密度、时延、移动性、成本及效率有更高的要求，触发对新型网络架构的设计需求,更扁平的架构,更快捷的内容分发,更灵活的网络编排,更简洁的移动性管理,更高效的资源管理,更安全的网络体系,0.1,1Gbps,的,用户体验速率,每平方公里一百,万的连接密度,毫秒级的,端到端时延,每小时,500Km,以上的移动性,数十,Gbps,峰值速率,平方公里数十,T,的流量密度,数据来源,:,IMT 2020 5G,需求白皮书,5G,需求对架构的潜在要求,各区域组织纷纷展开,5G,研究，需求及场景的讨论是前期工作重点，尚未提出明确网络架构,2021/5/27,2,新技术的引入使架构的重新设计成为可能,NFV,实现软硬件的解耦，更重要的是实现网元的编排功能，提升管理和维护效率,增强灵活性,虚拟化,SDN,采用软件集中控制、网络开放的三层架构，高效调度全网资源，提升网络虚拟化能力,SDN,是一种网络架构，包括,3,层：转发、控制、应用,SDN,与传统,IP,网络的区别：,传统,IP,网络采用,分布式,路由计算，,扩展性和网络可靠性好,，但缺少全局网络资源的灵活,调度能力,SDN,采用全局,集中式,路由计算，,可,高效,调度,全网,资源,2021/5/27,3,5G网络架构设计中需考虑的问题,1.,集中式的全局优化与分布式多点协作哪种更优,2.,接入网的多种形态如何组网,3.NFV,和,SDN,将,对架构产生,何种程度的,影响,5.5G,架构是演进还是革命？,4.,接入网及核心网的界限是否会被打破,集中和分布架构之辩：分部式服务的理念与集中式服务的实用性之间一直存在,分歧,无线接入网,+,核心网,移动网的传统架构,LIPA,、,Relay,、,C-RAN,等已显示融合的迹象,NFV,彻底颠覆网元形态，实现网络功能,可编程,SDN,完全改变传统网络设计模式，实现网络连接,可编程,C-RAN,、,D-RAN,、无线,Mesh,、,D2D,、,Multi-RAT,等多种接入架构存在，,拓扑,是何种形态,宏,站、小站、,Relay,、,WLAN,等多种接入节点存在,Google,：分布式数据,+,集中管理和控制已成为规范架构,2021/5/27,4,5G网络架构设计的原则,四个原则,灵活：不同业务要求（超高可靠、超低时延）,、以用户为中心的组网（个人、企业、,M2M,），,更快的功能,引入,高效：更低的数据传输成本，易于扩展；,简化状态,、信令,智能：资源自动分配和调整，网络自配置，自优化,开放,：网元,突破软硬件,耦合的,限制,；网络能力向,第三方开放打造新的生态环境，创新盈利点,四维,架构,（,4D-Architecture,）,转发分离,化（,Seperate,d,）,：基站的,C/U,分离、网关的控制,转发分离,网络虚拟,化（,Virtualize,d,）,：小区逻辑虚拟化，网元功能虚拟化,功能模块化,（,Modularize,d,）：网元功能原子,/,模块化，按需组合,部署分布化,（,Distribute,d,）：支持分布式的网元部署，内容,分布更靠近用户,2021/5/27,5,5G,网络架构初步设计,“三朵云”,接入云：,接入控制与承载分离、接入资源协同管理、支持多种部署场景（集中,/,分布,/,无线,mesh,）、灵活的网络功能及,拓扑,控制云：,网络控制功能集中，网元功能虚拟化、软件化、可重构，支持网络能力开放；,转发云：,剥离控制功能，转发功能靠近基站，业务能力与转发能力融合。,Wi-Fi,C-RAN,M-CDN,D-RAN,mesh,网络控制器,网络能力开放,内容存储分发,分布转发,业务,使能,数据中心,5G,网络架构特征：,灵活的无线接入云、智能开放的控制云、高效低成本的转发云,连接管理,移动性,签约,QoS,网络管理,资源编排,2021/5/27,6,5G,网络架构,平台视图,vComputing,vStorage,vNetwork,Virtualization layer,NFV I,nfrastructure,Control Plane,VNF,End to End Management&Orchestration,Function,Library,U,ser,Plane,VNF,S,ervice,VNF,Access side,Core side,VIM,Physical Network and DC,平台和编排功能成为架构设计的重要组成部分,体现网元类型及逻辑关系的“逻辑视图”还有待讨论,？,SDX,100 Billion Things,RLC1,RLC2,MAC1,MAC2,Hybrid L1,2021/5/27,7,接入云关键技术（,1,）,多,RAT,，多连接,目标,通过引入本地集中控制器，实现核心网及用户透明的多,RAT,的统一接入和管理,支持多制式,/,多样接入点，分布式和集中式、有线和无线等灵活的网络拓扑和自适应的无线接入方式,支持低成本网络节点，及超密集部署,技术方向,网络接入,协同传输,支撑技术之自适应接入技术,动态可协商的接口配置与协议数据处理功能,无线数据分流与汇聚,:,动态业务分流，内容智能分发,PHY,MAC,PDCP,RLC,RF,PHY,MAC,RF,RLC,PHY,RF,RRM/RRC,IP flow(s),PDCP,PDCP,RLC,MAC,统一的核心网接口,业务分流,定制化部署和服务,目标,通过引动态调整网络拓扑满足用户动态变化的业务传输需求,技术方向,虚拟化实现,资源虚拟化,功能虚拟化,定制化决策与部署,支撑技术之软件定义协议栈,通过软件定义协议技术，协议栈可编程构建敏捷的业务处理能力,简单、友好的接口，灵活性和易用性的统一,2021/5/27,8,接入云关键技术（,2,）,目标,更好支持用户无缝移动，提高终端用户体验度，让终端感觉不到切换,技术方向,微微间,宏基站间,宏微组网,无缝移动性,精准定位,接入网频谱共享,无线回传能力,目标,提高无线回传能力，支持站点间,backhaul,回传协调共享,技术方向,站间信令协调,回传共享,回传资源管理,网络编码,目标,提高室内外定位精度，实现多,RAT,间协同定位,技术方向,室内室外定位结合,多,RAT,联合定位,目标,提高频谱共享的灵活性和提升频谱效率,技术方向,多,RAT,间频谱共享,多运营商间频谱共享,非授权频段,2021/5/27,9,控制云关键技术,网元功能重构,接口重新定义,全融合重构,基于应用的垂直,重构,基于功能的水平重构,从网元间的连接关系变为网络功能间的服务关系,网络功能通过对外暴露调用接口,(API),来提供服务,供其他模块调用,连接管理,简化的连接管理机制,基于,SDN,的移动性管理,控制,集中化以获取全局,拓扑、无隧道、与,接入技术无关,，无,固定锚点，可优化路由,资源调度及干扰协同,分布式,集中式,业务和用户感知分析,上下文感知,用户行为分析,业务特性分析,2021/5/27,10,转发云关键技术,通用转发设备,通用转发设备,通用转发设备,SDN controller,业务链,编排,流量,控制,Router,Router,Router,URL,过滤,视频,优化,压缩,适配,WLAN,QoS,选择用户,的转发设备,用户,管理,下发流表信息，,灵活控制转发策略,业务链流量调度：网络策略,+,新路由机制，实现按业务、网络、用户的按需数据转发,NCF,网络流量实时,监控：实时统计网络带宽利用情况，可视化网络流量,业务带宽提前预定：为定期同步流量提前预留带宽,网络,流量智能调度：根据负载情况和业务需求智能动态,选路,分层的内容分发：核心、接入、终端分层部署,CDN,，基于策略的相互协作，提升服务质量,2021/5/27,11,网络能力开放,5G,网络能力开放功能图,开放能力,网络资源编排保障按需调度,第三方应用,能力封装与适配，实现第三方应用需求与网络能力的映射,需求导入与能力提供,管道能力,数据流控制,移动性管理,认证授权计费,增值服务,数据信息,协议优化,内容引入,内容插入,其他服务,业务数据,用户数据,网络数据,资源编排管理,基础设施,QoS,控制,网元功能编排,基础设施管理,编排能力,使能能力,网络使能,开放互通,资源编排,基础设施,管道能力,第三方应用,终端,应用层,网络层,能力层,北向接口,南向接口,增值服务,5G,网络能力开放架构图,数据信息,在网络架构中引入,网络能力,层，具备三个功能：资源编排、网络使能、开放互通,4G,时代存在,OTT,对语音分流、数据资费降低的挑战，,5G,时代需明确网络的增值模式和盈利点，实现第三方应用与网络的良好互动，提升网络资源利用率和用户业务体验，达到产业链共赢,网络能力开放已完成架构和技术分析，将逐渐有机的结合到新型网络架构及网元中,2021/5/27,12,总结,NFV,、,SDN,是新架构设计的重要技术基础,架构的设计将涉及,5,方面的关键问题,集中,vs.,分布、接入网的形态、网络如何融合、,NFV&SDN,的影响、演进,vs.,革命,架构设计的四项原则：灵活、高效、智能、开放,新架构的特征,转发分离化、网络虚拟化、功能模块化、部署分布化,“三朵云”的,5G,网络架构将呈现两个视图,NFV,的引入使得平台成为网络设计的一部分,平台视图、逻辑视图（传统网络架构视图）,5G,网络架构设计多个关键技术，如：多,RAT,多连接、定制化部署和服务、网元重构、新型移动性管理、简化的连接管理、接口设计等,网络架构的设计将考虑运营商,5G,网络的运营模式以实现网络增值,2021/5/27,13,