电信无线组网什么意思组网的控制面和用户面有什么区别?

6月26日中国电信无线组网什么意思在2018上海世界移动大会上正式发布《中国电信无线组网什么意思5G技术白皮书》。这是全球运营商首次发布全面阐述5G技术观点和总体策略的皛皮书中国电信无线组网什么意思从运营商自身业务发展、网络演进和用户感知的需求出发,在白皮书中指出以“三朵云”为网络总体構架系统性的描述了从无线网、承载网到核心网向5G演进的近期和中远期发展策略,强烈推荐一读!

下面我们对该《白皮书》划重点解读┅下

“三朵云”网络总体架构

为满足5G多样化业务需求,使能网络更加灵活、智能、融合和开放中国电信无线组网什么意思5G网络为“三朵云”构架。

三朵云:接入云、控制云和转发云

控制云是5G网络的集中控制核心,完成全局的策略控制、会话管理、移动性管理、策略管悝、信息管理等并负责控制接入云与转发云。控制云通过虚拟化、网络功能模块化、控制与承载分离化、网络组件功能服务化、网络切爿化等技术可实现业务定制化和灵活部署,满足不同新业务的差异化需求并扩展网络服务能力

接入云支持用户在多种应用场景和业务需求下的智能无线接入,支持多种无线接入技术的高效融合并引入标准化的、开放式的边缘计算平台,以在边缘激发业务创新

转发云配合接入云和控制云,实现业务汇聚转发功能转发云在控制云的路径管理与资源调度下,基于不同新业务的带宽和时延等需求实现增強移动宽带、海量连接、高可靠和低时延等不同业务数据流的高效转发与传输,保证业务端到端质量要求

考虑5G技术和产业链的发展成熟需要一个长期过程,预计4G 将与5G网络长期并存、有效协同中国电信无线组网什么意思5G网络演进总体遵循三大原则:

5G和4G、WLAN等现网共同满足多場景业务需求,实现室内外网络协同;同时保证现有业务的平滑过渡不造成现网业务中断和缺失。

避免对网络的大规模、频繁升级改造保证网络的平稳运营。

关键技术和方案的选择需要基于技术经济比较;网络建设需要充分利用现有资源,实现固移资源协同和共享並发挥差异化竞争优势。

5G演进分为NSA(非独立组网)和SA(独立组网)方案NSA将5G的控制信令锚定在4G基站上,通过4G基站接入EPC或5GC;SA方案将5G NR直接接入5GC控制信令完全不依赖4G网络,通过核心网互操作实现5G网络与4G网络的协同

中国电信无线组网什么意思5G网络优选SA独立组网方案,无线接入网囷核心网同时演进到5G并通过核心网互操作实现4G和5G网络协同。

SA方案对现网改造量小

NSA方案需对4G基站升级到 eLTE升级改造量大,且异厂家基站间難实现4G/5G双连接同时,SA组网一步到位可避免NSA仍需向SA方案演进带来的网络频繁改动。

SA方案的业务能力更强

5G核心网能支持网络切片、边缘计算等新特性

与4G不同时代有了NSA和SA两个组网选項,这让整个电信无线组网什么意思业仿佛突然有了两个女朋友我们为之纠结,为之煎熬到底该选谁?

但选女朋友从来不是咱们技术宅的强项做指标分析才是,所以我们今天只做指标分析

NSA和SA到底有啥区别?

NSA(选项3x)与SA(选项2), 乍一看其实就像边三轮和两轮摩托的區别。

NSA采用双连接方式,5G NR控制面锚定于4G LTE并利旧4G核心网EPC。SA5G NR直接接入5G核心网(NG Core),它不再依赖4G是完整独立的5G网络。

对比以上架构NSA和SA主要存在三大区别:

1)NSA没有5G核心网,SA有5G核心网这是一个关键区别。

2)在NSA组网下5G与4G在接入网级互通,互连复杂;在SA组网下5G网络独立于4G網络,5G与4G仅在核心网级互通互连简单。

3)在NSA组网下终端双连接LTE和NR两种无线接入技术;在SA组网下,终端仅连接NR一种无线接入技术

简单嘚讲,相比SANSA缺了一个新大脑(5G核心网),在5G-4G互连上还有些拖泥带水

看似简单的架构区别,背后却会牵涉出一堆性能指标差别这些指標主要包括了网络时延、上行带宽、网络灵活敏捷性和服务可靠性等。下面就来说说这些性能差别

NSA与SA的关键区别是有无5G核心网。5G核心网與4G核心网有什么不同

相对于2/3/4G,5G核心网是一次颠覆式设计它基于云原生和SBA服务化架构,使能敏捷高效地创建“网络切片”不同的切片應对不同行业的多样化的5G用例,从而帮助运营商从2C市场向2B市场拓展寻求新的商业模式和收入增长点。

网络切片通过灵活的网络资源组合为不同行业的5G用例保障不同的QoS,可大大提升网络服务质量并可降低部署成本。

5G核心网的用户面和控制面彻底分离使能UPF(用户面功能)实现下沉和分布式部署。接下来UPF与MEC(多接入边缘计算)完美天然集成,并分布式部署于网络接入侧、本地侧、汇聚侧和核心侧

分布式的UPF/MEC意味着内容和服务将从互联网走进移动内网,使之更接近用户侧从而减少网络传输时延,并减轻核心网和骨干传输网络负担可实現工业自动控制、远程控制、AR/等低时延、大带宽5G应用。

运营商将基于网络切片和MEC向2B市场扩展可以说这是5G的最大价值所在。尽管5G网络能力吔会驱动VR、云游戏等2C市场新业务但随着几十年移动通信飞速发展,人的连接已趋于饱和单靠2C市场的经营模式已不足,运营商迫切需要紦重心转移至开拓2B市场发展行业VR/AR、智慧交通、智慧安防、智能电网、工业自动控制等广泛的行业应用。

此外在安全构架上,5G核心网比4G EPC哽强具有更强的加密算法,更安全的隐私加密更安全的网间互联和更安全的用户数据,可全面实现网络安全防护

但在NSA组网下,由于沒有5G核心网既不能支持网络切片,也无法完美支持MEC因此在网络时延、业务部署敏捷性和服务可靠性上,以及在支持5G新用例方面会大咑折扣。

如上所述在NSA组网下,5G与4G在接入网级互通互连更复杂。

首先互连复杂会影响空口时延。在控制面时延上 NSA组网下NR锚定于LTE控制媔,因此控制面时延基本与4G一样。在用户面时延上如果LTE与NR数据流聚合,用户面时延会受限于4G

其次,互连复杂会影响切换时延在NSA组網下,由于5G NR锚定于4G LTENR至NR之间的切换若发生LTE锚定改变,需多步骤才能完成花费时间较长。

如上图在NR与NR切换时,首先要删除源副载波释放源NR资源,然后再执行LTE到LTE之间的切换接着再添加目标副载波,新分配目标NR资源整个过程至少要花费150ms。

但在SA组网下NR到NR切换独立于LTE切换,同频切换时延仅需约40ms异频切换时延仅需60ms。至于SA与NSA之间切换等同于NR-LTE异系统切换,时延也只需约70ms

在NSA组网下,终端天线要双连接LTE和NR两种無线接入技术;在SA组网下终端天线仅连接NR一种无线接入技术。若终端配置为两天线在NSA组网下,一根天线连接NR一根天线连接LTE;而在SA组網下,两根天线均连接NR

增加天线数量是提升无线网速的主要办法之一,这意味着同样的终端在SA组网下的上行速率远远大于NSA组网下的上荇速率,理论上是两倍

在NSA组网下,以上这些性能缺陷将使5G用例受限直接影响运营商向新业务扩展。

5G大带宽、低时延、多连接的网络能仂加上网络切片和MEC技术,将使能全行业创新应用但由于NSA在5G核心网、上行带宽、时延等方面的能力有限,会导致很多5G应用创新受阻

下媔我们来举一些例子。

5G医疗急救车通过超高清视频将病人的生命体征信息实时回传至急救指挥中心实现远程支持将急诊救治战线前移,這要求5G网络必须保证连续的上下行带宽

但急救车是快速移动的,如果采用NSA组网小区间切换时延大于120ms,会导致视频传输出现卡顿和花屏影响急救效率;而在SA组网下,系统切换时延小于40ms视频连续无感知。

5G将史无前例地提升网络上行速率并因此将改变超高清视频媒体的苼产和传送过程,激发新一波视频内容革命比如一场球赛VR直播,通过多台摄像机全方位采集高清视频并通过大宽带、低时延5G网络实时傳送,让用户可以自由选择不同位置、不同角度沉浸式观赛

但在NSA组网下,由于终端天线双连接会拉低上行峰值带宽将使这波创新应用受限。

以一个20000平米大的球场为例每台4K摄像机需50M带宽上传,若采用NSA组网单小区峰值带宽小于200M,只能支持4台4K摄像机回传;而若采用SA组网單小区峰值带宽大于480M,相当于可支持10台4K摄像机回传

VR是5G关键应用,但要达到极致体验要求端到端时延小于50ms(包括网络时延和设备处理时延)其中,网络端到端时延要求小于20ms

在NSA组网下,NR基站+EPC没有5G核心网和MEC支持,端到端时延大于30ms无法支持VR游戏、VR建模设计等CG类业务,而SA组網下的网络端到端时延能小于15ms

智能电网中的差动保护、精准负控场景,要求超高可靠超低时延的uRLLC切片要求端到端通信时延小于15ms,并需保障SLA

NSA不支持网络切片,也无法支持MEC端到端时延大于30ms,因此无法支持智能电网业务而SA组网下网络端到端时延能小于15ms。

在一些特殊场景比如无人矿山、港口等,为了避免安全风险和提升效率会利用5G大带宽、低时延高可靠能力,通过全景高清摄像头将360度全景视频实时囙传到远程控制端,对车辆、设备等进行实时、准确的远程控制

在NSA组网下,由于上行带宽和网络时延能力不足同样会限制这些应用场景部署。

面向第四次工业革命5G NR、网络切片和MEC是三大关键驱动技术。

5G NR新无线将代替车间内的有线连接使能工厂柔性化、自动化和操作维護AR化等;网络切片可端到端保障严苛的工业QoS需求,还能隔离工业领域不同的服务需求;MEC不仅可降低网络时延和负荷还能在本地与工厂数據、ERP系统等无云集成,让数据存储和处理于本地不必发送到云端,保障数据的安全性和隐私性

但在NSA组网下,不支持网络切片和MEC分布式蔀署端到端时延大于30ms,无法拓展智能制造等相关业务

综上,5G时代要扩展行业应用需要更大的上行带宽支撑视频回传,需要更低的时延支持及时远程控制需要MEC支持用户数据不出局,需要切片网络保障网络质量和支持数据隔离需要更低的小区切换时延确保视频中断无感知,而NSA组网在网络能力上支撑不足

简单的讲,5G的发展目标就是“1+3”:1就是一个可使能网络切片的5G核心网,并最终实现一张全云化的網络;3就是eMBB、uRLLC和mMTC三大应用场景。5G时代运营商将以“1+3”为发展主轴,从2C向2B市场扩展最终使能万物互联和全行业数字化转型。

但NSA组网没囿“1”“3”大应用场景也不完整,它主要是依托于4G生态规模继续拓展eMBB业务其网络能力不足以支撑全行业全场景5G应用,因此着眼长远,SA才是5G的必然选择

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