5G前传网络构建的作用

网络控制和分配的灵活性已导致需要在无线和有线网络设备之间分离功能。

英文原文BY MARTIN ROWE

为了兑现5G的承诺（有时似乎对每个人来说都是一切），网络运营商将需要扩展其现有的网络架构，以解决新5G技术和设计带来的某种灵活性。总体而言，5G给移动网络，其架构以及用于构建它的设备带来了许多变化。5G不仅仅是无线技术。实际上，它在有线网络上产生了重大变化，尤其是在前传中，即最靠近无线电的网络部分。

我们大多数人都熟悉回程，即网络连接将流量从RAN（无线电接入网络）拉到移动核心网络。数据丰富的移动服务（视频聊天，增强的地图/方向，丰富的Web应用程序，流式视频等）的快速增长以及已连接设备的原始数量，对这些连接的需求不断增长，包括吞吐量和延迟要求。这些连接中的大多数都部署在专用的光纤链路或微波链路上。运营商还部署了其他链接，升级的连接，并在必要时安装了其他设备。

5G要求运营商审查策略并规划移动传输网络的发展。首先，5G新无线电（NR）将使用越来越高的频率（从低于1 GHz到6 GHz以上以及更高的频率）和更宽的频谱带宽（信道）。这些变化将导致需要部署更多的无线电单元（RU）。需要更多的RU，因为随着无线电载波频率的增加，其范围将减小（即，更高的无线电频率只能传播更短的距离）。RU部署的这种增加通常被称为“ 5G致密化”，并且是5G战略的一部分，旨在向用户设备（UE）（也就是您的移动设备）交付更高的吞吐量。这是因为高射频和更宽的频谱/信道使用率可以提供更高的吞吐量。

其次，尽管不是特定于5G，但网络设备的分类已经开始。联网设备的分解是重新设计过程，其中，将整体设备分离为组成组件。然后，可以将这些组件部署到不同的网络位置，以提高那些设备的部署，操作和管理效率。

在5G中，当我们将这两个主题结合在一起时，就需要实现前传网络，从而增加了无线电单元的数量以及5G网络设备的分解，特别是无线电单元，分布式单元（DU）和控制单元（CU） ）。前传网络将在无线电单元和分布式单元之间建立。图1显示了从没有任何前传网络或分解组件的现有部署到完全分解的部署方案的演变。从最下面的场景看，RU，DU和CU并置，并具有到移动核心网的单个回程连接。向上移动图，当我们分离组件时，在无线电单元和分布式单元之间添加了前传链路。

图1：5G移动网络将功能分为无线电单元，分布式单元和控制单元

运营商转向分类方案的动机之一是频谱利用率的提高。在这里，负责协调多个无线电单元的分布式单元（图1中未显示）可以最好地确定所有这些单元的利用率，从而最大限度地利用稀缺资源（即无线电频谱）。但是，随之而来的是复杂性和要求。在前传网络的情况下，不仅对连接的容量，而且对最大延迟和可容忍的数据包抖动都存在要求。这些要求的确切值将取决于如何从分布式单元中分解出无线电单元以及如何从中央单元中分解出该单元。一般而言，这些要求将“非常严格，”，因为无线电单元之间既需要进行协调，既要获得频谱的有效利用，又要在用户快速从一个无线电单元移动到另一个无线电单元时处理协调（即漫游事件）。请记住，随着无线电单元数量的增加和“小区”的“半径”的减少，无论在数量上还是在规律性上，无线电之间的越区切换数量都会增加。

将图1中的前传/回传“链接”视为设备安装（即，一根光纤）之间的专用连接可能会有所趋向。但是，在部署实践中，这些情况之间的距离可能会越来越少；运营商将无法利用其他技术（例如软件定义的网络）来帮助管理和控制提供前传和回传服务的传输网络。

随着网络切片功能也被引入5G网络，传输网络的软件控制和管理将成为必需。网络切片将使网络/设备运营商“分配”网络中的资源/分配，将这些资源提供给不同的租户，通常具有专用或特定的服务参数，例如保证的等待时间，最小保证的吞吐量等。租户将使用他们的切片以提供需要这些保证参数的服务，例如避免车辆碰撞或远程医疗。

目前，3GPP和宽带论坛正在合作开发移动传输网络的新架构和规范，特别是5G的前传和回传要求。新的体系结构和要求将解决对延迟和抖动以及吞吐量增加的严格要求。宽带论坛上发布的第一个规范将是TR-521，“ 5G传输网络”。在TR-521之前，BBF最近发布了该架构的简短概述MR-521.1：5G网络架构–概述，以及有关5G传输架构的更深入的教程也正在开发中。随着工作的进行，其他项目正在进行中，以解决5G固定线路融合如何与宽带网络中的现有部署要求（包括提供给最终用户的客户房屋设备）保持一致的问题。

5G的全貌有望通过融合和共享某些网络资源（特别是稀有资源，例如无线电频谱）来激励运营商扩大网络规模并提高效率。为了实施这些激励措施，运营商将需要更新和扩展其现有的移动传输网络，随着无线电单元数量的增加以及其控制和协调功能从无线电单元中分离出来，在部署中引入前途链路。随着网络切片和多个网络租户也成为移动网络运营的新规范，用于构建新的前传网络的体系结构和技术将需要考虑未来的灵活性和要求。