5G 之通信中的网络架构及网路切片应用 | 学习笔记

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开发者学堂课程【嵌入式之RFID开发与应用2020版:5G 之通信中的网络架构及网路切片应用】学习笔记,与课程紧密联系,让用户快速学习知识。

课程地址:https://developer.aliyun.com/learning/course/665/detail/11220


5G 之通信中的网络架构及网路切片应用

5G 除了编码技术、无线技术和移动通信技术的提升,较为重要的是网络架构和网络切片技术,在 5G 当中,对应用的服务管理变得更加智能化,不像过去传统低效,以上是 5G 较为重要的改变。

网络架构主要分为 3 部分,第一部分是接入平面,第二部分是控制平面,第三部分是转发平面:

接入平面,包含各种类型的基站和无线接入设备,必须考虑各种接入设备的交互性能力

控制平面,集中网络控制,简化资源调度、控制流程,并提供友好的开放平台

转发平面,为众多边缘分布式网关和数据业务提供灵活高效的数据流通平台接口

对于接入平面就是各式各样的终端设备的接入,包括基站、无线设备,需要考虑的就是各种终端设备的交互能力,是否包括不同的协议,不同的无性通信标准,是否能够互通,所以物联网最大部分是在于接入技术。

由于终端和云端的交互协议,包括无线技术都不统一,所以需要做网关。对于控制平面主要是实现网络管理,实现网络的集中管理,集中控制、资源调度,包括流程控制。

能够给第三方或者运营商等合作企业提供更好的平台,服务于网络的管理。转发平面就是纯业务,建立在网络通讯技术上所繁衍出来的业务,包括边沿分布式网关、边沿计算,包括各种灵活的业务需求,例如需要更高的带宽,但稳定性可以较差;有些地方需要稳定性更好,但接入量较大。

在不同的业务层面:

image.png

首先是接入,有许多接入设备,有集中接入,也有分散接入,还有中心化接入设备和分散的移动终端和自己组建的网络,最终接到基站,以上都是接入层面。

控制层面讲述的是网络能力开发,为用户提供的网络基础设施。例如基础设施、管道能力、增值服务、数据信息,包括网络资源管理、资源调度等。接下来是转发平面,转发平面讲述的是业务层面的信息,也就是数据的用处。例如,看电影,听歌,偏向于数据业务的部分。

下图反映的问题相同:

image.png

例如介入方式,RAN 表示的是无线接入, D-RAN 表示分布式无线接入,也就是过去较为传统的接入方式。

C-ran 就是集中式无线接入,就是将所有事物集中在一起,通过一个网关接入。 MTC 是指通过蓝牙、WiFi 自己组建网络,最大的特点就是去中心化的网络,最后就是设备与设备之间的通信,都需要统一通过运营商进行管理。

控制平面包括控制逻辑、按需编排、能力开放。最后是具体的行业应用。以上内容假设学者有较好的技术,但不能落地于各个行业,为各个行业提供管理平台,那么使用起来也较为困难。例如在物联网当中使用的NBLT的数据业务。

不能按照其他的数据业务去收费,其他数据业务收费标准也不能应用在物联网当中。例如物联网,不需要语音服务,但可以使用其他业务能力赋予物联网专门管理的平台。

网络切片,就是从比如时延、带宽、安全性和可靠性等不同业务需求来划分不同的网络应用场景

1. 根据不同业务,不同需求进行网络优化

2. 结合数据规律实现自动化运维管理

3. 根据不同业务模型对网络资源的分配进行动态调整

4. 监控不同网络业务的生命周期隔离不同业务场景所需资源,增强

网络健壮性和可靠性

5. 实现了按需组网,改变了传统网络从规划、部署到运营维护的低

效模式

所以网络切片本质上是从业务需求出发,对业务有要求,还是对带宽有要求,对安全性有要求,还是对可靠性有要求,对于以上不同场景来划,划分出不同的业务场景,根据不同的业务不同划分出不同的业务场景,根据不同的业务需求进行网络优化,结合数据规律,实现自动化运维管理,根据不同的业务模型对网络资源进行分配,甚至是动态调整,监控不同网络业务的生命周期,隔离不同业务场景所需的资源,增强网络的健壮性、可靠性,从而实现按需组网,改变传统的网络规划以及网络部署,运维效率上得到了提升,以上就是网络切片的意义。

如图所示:

image.png

网络切片可以从各个角度切。例如商务设计、实例编排、运行管理,可以选择共享功能或专用功能,分成不同模块,从而实现虚拟化管理。以上都是网络层面对数据进行切片管理。

最后是对于 5G 牌照的发放:

中国在 2019 年 6 月 6 号就发放了 5G 的牌照。

英国存在以拍卖的形式去开放5G牌照,但由于本国是自己拍给自己,没有意义,所以就会直接发放,中国牌照的发放比其他国家较晚,例如英国在 5 月份已经开始拍卖,所拍卖的内容,就是频段。通讯当中最重要的资源就是频率资源。例如在制作网络终端时,有些频率不能随意使用,功率达到了一定影响力,通信部门就会制裁。同时也影响了民航卫星或其他电视业务。

以下是三大运营商 5G 当中频段资源的划分情况:

中国电信:获得 3400MHz- 3500MHz, 共 100MHz 带宽

中国移动:获得 2515MHz-2675MHz、 4800MHz-4900MHz 频段, 其中 2575-2635MHz 频段为重耕,2515MHz-2675MHz与4800MHz-4900MHz 没有区别,中国移动现有的 TD-LTE (4G) 频段

中国联通:获得 3500MHz-3600MHz, 共 100MHz 带宽

G 的资源正在慢慢发展,之后的频率资源还会继续往后延伸到 6G 甚至更高,频率短,此时的频率达到了毫米波,也就是频段,无论是厘米波还是毫米波,铺设起来都没有特别困难,美国的毫米波已经被军方所占用,被军方所占用之后导致毫米波的程度增加,铺设的基站更多,毫米波的基站比厘米波更多。

中国的毫米波和厘米波都使用在通信,没有使用在军事当中。以上就是 5G 的基本介绍。

之后的课程会对 5G 的终端进行调试方法的讲解。 5G 终端的设备开发与 3G 4G 没有太大区别,是以手册加指令的方式。

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