5G前傳網絡增加了靈活性

網絡控制和分配的靈活性已導致需要在無線和有線網絡設備之間分離功能。

英文原文BY MARTIN ROWE

為了兌現5G的承諾（有時似乎對每個人來說都是一切），網絡運營商將需要擴展其現有的網絡架構，以解決新5G技術和設計帶來的某種靈活性。總體而言，5G給行動網路，其架構以及用於構建它的設備帶來了許多變化。5G不僅僅是無線技術。實際上，它在有線網絡上產生了重大變化，尤其是在前傳中，即最靠近無線電的網絡部分。

我們大多數人都熟悉回程，即網絡連接將流量從RAN（無線電接入網絡）拉到移動核心網絡。數據豐富的移動服務（視頻聊天，增強的地圖/方向，豐富的Web應用程式，流式視頻等）的快速增長以及已連接設備的原始數量，對這些連接的需求不斷增長，包括吞吐量和延遲要求。這些連接中的大多數都部署在專用的光纖鏈路或微波鏈路上。運營商還部署了其他連結，升級的連接，並在必要時安裝了其他設備。

5G要求運營商審查策略並規劃移動傳輸網絡的發展。首先，5G新無線電（NR）將使用越來越高的頻率（從低於1 GHz到6 GHz以上以及更高的頻率）和更寬的頻譜帶寬（信道）。這些變化將導致需要部署更多的無線電單元（RU）。需要更多的RU，因為隨著無線電載波頻率的增加，其範圍將減小（即，更高的無線電頻率只能傳播更短的距離）。RU部署的這種增加通常被稱為「 5G緻密化」，並且是5G戰略的一部分，旨在向用戶設備（UE）（也就是您的移動設備）交付更高的吞吐量。這是因為高射頻和更寬的頻譜/信道使用率可以提供更高的吞吐量。

其次，儘管不是特定於5G，但網絡設備的分類已經開始。聯網設備的分解是重新設計過程，其中，將整體設備分離為組成組件。然後，可以將這些組件部署到不同的網絡位置，以提高那些設備的部署，操作和管理效率。

在5G中，當我們將這兩個主題結合在一起時，就需要實現前傳網絡，從而增加了無線電單元的數量以及5G網絡設備的分解，特別是無線電單元，分布式單元（DU）和控制單元（CU） ）。前傳網絡將在無線電單元和分布式單元之間建立。圖1顯示了從沒有任何前傳網絡或分解組件的現有部署到完全分解的部署方案的演變。從最下面的場景看，RU，DU和CU並置，並具有到移動核心網的單個回程連接。向上移動圖，當我們分離組件時，在無線電單元和分布式單元之間添加了前傳鏈路。

運營商轉向分類方案的動機之一是頻譜利用率的提高。在這裡，負責協調多個無線電單元的分布式單元（圖1中未顯示）可以最好地確定所有這些單元的利用率，從而最大限度地利用稀缺資源（即無線電頻譜）。但是，隨之而來的是複雜性和要求。在前傳網絡的情況下，不僅對連接的容量，而且對最大延遲和可容忍的數據包抖動都存在要求。這些要求的確切值將取決於如何從分布式單元中分解出無線電單元以及如何從中央單元中分解出該單元。一般而言，這些要求將「非常嚴格，」，因為無線電單元之間既需要進行協調，既要獲得頻譜的有效利用，又要在用戶快速從一個無線電單元移動到另一個無線電單元時處理協調（即漫遊事件）。請記住，隨著無線電單元數量的增加和「小區」的「半徑」的減少，無論在數量上還是在規律性上，無線電之間的越區切換數量都會增加。

將圖1中的前傳/回傳「連結」視為設備安裝（即，一根光纖）之間的專用連接可能會有所趨向。但是，在部署實踐中，這些情況之間的距離可能會越來越少；運營商將無法利用其他技術（例如軟體定義的網絡）來幫助管理和控制提供前傳和回傳服務的傳輸網絡。

隨著網絡切片功能也被引入5G網絡，傳輸網絡的軟體控制和管理將成為必需。網絡切片將使網絡/設備運營商「分配」網絡中的資源/分配，將這些資源提供給不同的租戶，通常具有專用或特定的服務參數，例如保證的等待時間，最小保證的吞吐量等。租戶將使用他們的切片以提供需要這些保證參數的服務，例如避免車輛碰撞或遠程醫療。

目前，3GPP和寬頻論壇正在合作開發移動傳輸網絡的新架構和規範，特別是5G的前傳和回傳要求。新的體系結構和要求將解決對延遲和抖動以及吞吐量增加的嚴格要求。寬頻論壇上發布的第一個規範將是TR-521，「 5G傳輸網絡」。在TR-521之前，BBF最近發布了該架構的簡短概述MR-521.1：5G網絡架構–概述，以及有關5G傳輸架構的更深入的教程也正在開發中。隨著工作的進行，其他項目正在進行中，以解決5G固定線路融合如何與寬頻網絡中的現有部署要求（包括提供給最終用戶的客戶房屋設備）保持一致的問題。

5G的全貌有望通過融合和共享某些網絡資源（特別是稀有資源，例如無線電頻譜）來激勵運營商擴大網絡規模並提高效率。為了實施這些激勵措施，運營商將需要更新和擴展其現有的移動傳輸網絡，隨著無線電單元數量的增加以及其控制和協調功能從無線電單元中分離出來，在部署中引入前途鏈路。隨著網絡切片和多個網絡租戶也成為行動網路運營的新規範，用於構建新的前傳網絡的體系結構和技術將需要考慮未來的靈活性和要求。