5G网络需求和架构

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1、25G网络技术特点5G网络架构125G网络对承载网的需求335G业务场景及指标 3大应用场景8个KPI指标网络网络流量密度流量密度连接数密度连接数密度时延时延移动性移动性能效能效用户体验速率用户体验速率频谱效率频谱效率峰值峰值速率速率4G0.1Mbps/m210万/km2空口10ms350Km/h1倍10Mbps1倍1Gbps5G10Mbps/m2100万/km2空口1ms500Km/h100倍提升100M-1Gbps3-5倍提升20Gbps4移动多媒体交互类高清视频增强移动宽带增强移动宽带eMBB海量机器类海量机器类通信通信mMTC超高可靠超高可靠低时延通信低时延通信uMTC 承承 载载 需

2、需 求求l 高速率，大带宽l 超高时钟精度l网络架构扁平化，虚拟化，可编程化l 海量连接l 时延不敏感l 带宽较小l 超低时延要求l 前传承载（暂不确定，可能会在空口处理）智慧银行智慧证券智能电网环境监测车队管理智能家居移动医疗AR/VR应用云端办公智能交通大容量单用户10Gbps吞吐量低时延空口时延1ms端到端时延5ms大连接1000K/平方公里三大场景对承载网的需求55G业务差异化的切片需求1.5G业务在KPI差异化的需求明显，对网络的安全性也提出了更高的要求.2.5G网络分片的目的在于通过分片实现差异化的服务，保证每种业务都能根据其业务特点得到最佳服务。3.同时分片有助于设备和存储资源的

3、安全管理。来源：5G-Service-Guaranteed-Network-Slicing-Whitepaper65G网络技术特点5G网络架构125G网络对承载网的需求35G RAN功能重新划分RRURRUBBUBBU4G4GRRU/AAURRU/AAUBBUBBU10Gbps 20MHzRRU/AAURRU/AAU高层高层低层低层 传统CPRI接口采用静态配置，10G光模块可以解决大部分场景RRU/AAURRU/AAUDUDUCUCUeCPRIeCPRIeCPRIeCPRIeCPRIeCPRIMidHaulMidHaul 5G时代带宽需求高达数百G到Tbps，需要引入eCPRI降低传输带宽

4、基带部分功能上移，大幅降低光纤带宽需求 控制面集中，为多业务提供灵活的扩展能力，为mMTC提供高效的处理能力通过采用MEC边缘计算等技术，满足uRLLC业务对超低时延的需求几十几十GpbsGpbs 100MHz 100MHz 几百Gbps1Tbps 100MHz5G5G5G5G5G5GCPRICPRI5G RAN功能重新划分Split ASplit BSplit CSplit DSplit E95G 网络架构的变化DU归属几个CU：1个DU间有没有直连需求：无CU间有没有直连需求：有CU连接到多少个UP、CP：多个5G RAN部署方式 对于5G网络，ITU-T已经明确了CU和DU逻辑分离的架构

5、。在实际部署中存在分离部署和不分离部署两种方案。分离部署的方式将带来承载传送网络的重新划分，其中：AAU和DU之间属于前传段；DU和CU之间属于中传段；CU之上属于回传段。目前对于5G RAN的部署方式主要包括D-RAN、C-RAN、CU云化部署三种.D-RAN传统方式部署，组网部署简单；C-RAN部署方式下BBU集中部署，主要可节省站点机房；CU云化部署实现边缘计算、智能运维。D-RAN、C-RAN和CU云化这三种部署方式也应根据具体场景选择合理的部署方式。115G网络云化 5G网络的云化，包括核心网的云化以及接入的云化以及控制的云化，接入和控制的云化能够实现网络的集约化管理和更高效的网络资

6、源调用。多个移动网络的协同，也需要网络云化。基于SDN/NFV技术，实现网络的云化。125G核心网下沉维护最优时延最优体验最优核心接入Edge DCLocal DCCentral DCmMTC特征：大连接应用：智能抄表等NB-IOT类汇聚省干eMBB特征：大吞吐量应用：手机类等uRLLC特征：低时延、MEC局部存储及计算应用：AR/VR、自动驾驶等IOT应用网关下移，协同就近转发，流量本地终结，去中心化趋势明显核心网下沉是需要满足某些特殊业务需求，由于业务对带宽和时延的要求不同，云业务处理将逐步采用分布式部署，比如工业物联网和车联网的低时延业务、AR/VR业务等。5G设备形态及部署的不确定性1

7、37DUCUUPCPRANCN12346UEAAU5 DU：1.DU池组化还是堆叠？不确定2.池组化DU能够带多少基站？不确定3.DU中传接口速率？不确定 CU：1.CU能够带多少基站？不确定2.CU是专用设备，还是云化设备？不确定 CP：1.是否云化？应该是2.是否集中？应该是 UP：1.是否云化？不确定2.是否集中？随应用场景不同而不同基于基础架构的5G网元部署特点141.面向基础架构进行网络架构设计DU小集中：POP点CU高于DU：汇聚点或核心点，特殊情况下在AAU站点UP：汇聚点/核心点/区域（省）集中，按功能和需求CP：区域（省）集中或本地核心核心节点汇聚节点POP点末端点CUDUC

8、UDUDUDUCUDUCUDUCUAAUAAUDUAAUUPUPUPCP省集中IP承载B网155G网络技术特点5G网络架构125G网络对承载网的需求316关键需求（1）-网络带宽CPRI是个企业联盟，不是标准化组织eCPRI规范不是非常精确，厂商的自主性大一些：不能解耦表中的带宽是与空口带宽、天线、业务量相关，是变化的。25Gbps可能是主流eCPRI可能会导致基站成本变化前传：前传：100MHz、64MIMO、256QAM、16/8流17关键需求（1）-网络带宽5G低频基站带宽需求：假设取得3.4G3.5G频谱资源，带宽100MHz，64T MIMO单小区的峰值带宽约5G单站（3小区）均值带

9、宽约3G5G高频基站带宽需求20Gbps:回传带宽主要与频率宽度和天线有关，高频点可用频率带宽会更宽，因此回传带宽会更大单站带宽：单站带宽：中传中传&回传差异：只差回传差异：只差PDCP、RRC协议层，带宽中传带宽比回传高协议层，带宽中传带宽比回传高10%左右左右18关键需求（2）-时延lCritical IOT时延要求时延要求E2E 1ms（空口时延），承载网很难满足（空口时延），承载网很难满足leMBB E2E时延要求为时延要求为10ms，承载网要求双向时延，承载网要求双向时延4mslMassive IoT要求最小要求最小10msl视频监控等NGMN给出了Critical IOT的超低时延

10、场景：lTactile Internet（触摸互联网）lRemote Driving（车联网/遥控驾驶）lRobot（工业机器人）lSurgery（远程医疗）CategoryUse caseBWDelaySpeedReliabilityE-MBBAR/VR1Gbps10 ms5km/hMHigh Speed Train50Mbps10 ms500 km/hLAircraft15Mbps10 ms1000 km/hH50M every where50Mbps10-50ms0-120 km/hLTactile Internet50Mbps1 ms5km/hMMission Critical IoT

11、Remote Driving/Robot/Surgery50k-50Mbps1 ms0-500 km/hHE-Health10Mbps10 ms0-500 km/hHPublic SecurityMassive IoTWearable devicesLow(typically 1-100 kbps)Seconds to hours 0-500 km/hLsensorvideo surveillance300Mbps10 ms0-120 km/hMNGMN给出了E-MBB的低时延场景：lAR/VRl高速列车l飞行器l50M everywhere来源于：NGMN19关键需求（3）-高精度时间同步标

12、准进展：3GPP当前当前3GPP组织已经初步确认组织已经初步确认5G基本业务对时间同步的需求同基本业务对时间同步的需求同4G一样，为一样，为1.5us。标准预计2018年6月发布。对于5G的协同业务对时间同步精度的要求，3GPP还在研究中，预计要到2019-2020年才能发布。精度等级精度等级业务类型业务类型时间精度要求时间精度要求A+MIMO&TX diversity（无需全网支持）32.5 ns A带间连续载波聚合（无需全网支持）65 nsB带间非连续载波聚合（无需全网支持）130 nsCTDD基本业务1500 ns现有的1588v2技术和中国联通已经或正在部署的1588v2网络完全可以满

13、足5G基本业务对时间同步的应用需求！20关键需求（4）-网络灵活性（资源动态调配）支撑全网资源灵活调度，满足潮汐效应等导致的流量波动；支持流量的灵活路径调整，网络负载动态均衡；网络开放、可编程，支撑新增业务快速部署；组播能力，灾难/自动驾驶等场景下，信息快速推送；常驻人口潮汐效应导致新增人口潮汐效应导致减少人口CloudBB PoolRRUMCEPoolMCEMCERRU按需灵活归属到BBUBBU灵活归属到MCE根据网络负载，灵活分配BBU、MCE、GW等资源灵活调度任意可达GWGW灵活调度任意可达灵活调度任意可达GWPoolMCE灵活归属到GW21关键需求（5）-差异化承载5G业务在带宽、时

14、延、连接存在巨大差异50ms1ms带宽时延xxKb/sGb/s1百万/km2x百/km2连接4G5G20msxxMb/s业界提出以网络分片应对差异化承载NGMN提出的网络切片的构想：例如一个网络分片提供视频业务，一个网络分片提供M2M业务，一个分片提供超低时延业务等等。NGMN_NGMN_5G_White_PaperX千/km222关键需求（6）-L3需求n 本地网内部集客业务n eX2业务：p 4G时代，站间协同X2接口业务较低，占比3%，实际应用很少p 5G基站之间eX2系统流量（主要是站间CA和CoMP流量）一般认为是S1接口流量的1020%，时延20msn COMPp UL COMP要求站间传输时延0.4ms，基本不可能部署p DL COMP要求站间传输时延4ms，部署可能性未定n 多载波聚合：p 5G初期部署可能性小，预计即使部署也仅在BBU小集中范围内聚合n 基站宏微协同n LTE-5G之间的流量中继p 用户面不会绕行，控制面流量较小，时延容忍度相对较高初步结论：现有需求通过汇聚点初步结论：现有需求通过汇聚点L3转接基本均可转接基本均可满足满足