摘要：随着科学技术的发展，我国的5G无线网络技术有了很大进展。5G接入网实际上是一个具备多功能的网络架构，可以非常广泛地应用各种无线接入技术。本文首先简要地介绍了5G无线网路架构的业务类型，接着分析了网络架构的部署状态，最后重点探讨了5G无线网络架构对于传输网的影响，以期为相关人员提供一定的参考。
关键词：5G；无线网络架构；传输网
引言
在过去的几十年间，移动通信网络更新变化日新月异，特别是近几年间由于一些手持智能设备的飞速发展，用户对移动网络的要求越来越高，用户需要更多的流量以及更加快速的移动网络，在此背景下民用移动互联网络在短短的几十年间从2G到3G、4G，直至今日，为了应对将来会大量接入无线网络中的移动终端，以及物联网的全面普及，第五代移动通信网络应运而生，其将拥有更多的无线接入点供用户的各种移动设备接入，其也将有更快的网络速度。
1、5G新型网络架构的接入
5G网络的一个最重要的特点就是毫秒级的超低延迟，5G无线接入网为了满足5G网络的毫秒级超低延迟以及其将来可能会面临的海量无线终端设备的接入，其在设计时，首先应当注意的是5G系统的容量问题，是否能够满足5G网络未来需要的海量无线接入终端，以及对每个无线接入点直接的协同控制问题。最后就是对于数据的分发如何保持较高的效率。同时，5G网络的建设目标也应当注意到现在市场中所使用的诸多设备的兼容问题，不能仅仅只考虑到将来的一些支持5G的设备的使用，也需要考虑到现有的很多不支持5G设备在将来新型的5G网络中是否可用，是否兼容。所以说5G网络的架构设计是5G网络建设成败的关键所在，其在设计时的好坏直接影响以后5G的建设成果。对于5G接入网络的架构经过了工程师与研究者们的共同努力下，其基本架构其实已经可以确定下来，在5G新型接入网络之中，其主要包括gNbB及ng-eNB这两种节点，这两种节点通过使用NG-C与移动管理功能进行连接，并且其与用户的连接是通过接口NG-U进行连接的。国际移动通信标准化组织3GPP其实依据5G基站节点的不同功能将其划分成了集中式单元以及分布式单元两种不同形式的节点，也就是说5G基站节点其实是由集中式单元节点以及分布式单元节点组成的。
2、5G网络架构的部署状态
2.1 SA/NSA标准
对于4G和5G网络式协作的关系，3GPP对SA/NSA等不同类型的架构也有了更为明确的要求。例如Option3/3a/3x，这属于是非独立组网方案，也可以将其称为EN-DC，将LTE基站看做是控制面，然后接入到EPC网络中，这时候NR不需要SI-C的接口。对于Option3而言，NR实际上可以看作是一个全新的在载波，用户承载点在LTE中，利用双链接3C的方式，承载的分组数据通过NRPDCP协议，这样在承载转换的过程中，终端侧就不需要进行PDCP版本的变化。而在Option3a中，用户通过gNB就可以开始发送，这种方案也被称为SCC承载，Option3x方案中，用户面承载的重点在gNB中，这种方案也可以被称为SCC分离承载。在具体应用的过程中，需要注意的是，基站之间传输宽带必须要满足LTE的峰值流量，而MCC分离承载中传输宽带就必须要满足5G峰值的基本需求。
2.2 CU和DU切分
gNB由1个gNB-CU和1个或者多个gNB-DU组成，gNB-DU根据分离功能的设置，实现gNB的功能，其功能实现由gNB-CU进行控制。gNB-CU与gNB-DU之间通过F1接口连接。CU侧重于无线网功能中非实时性的部分（主要是无线高层协议，并承接部分核心侧的功能），便于实现云化和虚拟化；DU负责除CU功能之外的所有无线侧功能，侧重于物理层功能和实时性需求，目前尚不适用于功能的虚拟化，可采用专用硬件实现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆3GPPTR定义了8种CU和DU切分方案，option1~option8，逻辑位置分别在RRC、PDCP、RLC、MAC、PHY之后，其中option2为高层切分方案，是标准化重点，DU的部分物理层的功能可以上移至RRU完成。CU可与移动边缘计算（MEC）共同部署于相应的DC机房，实现业务快速创新和快速上线，也节省了DU至RRU的传输资源。CU和DU分离的好处是：有效降低前传带宽需求，卸载/分流DC本地流量；提升协作能力，优化网络性能；硬件部署灵活，成本降低；支持端到端的网络切片（slice）；部分核心侧功能下移，降低了系统时延。
3、5G无线网络架构对于传输网的影响分析
3.1 SA/NSA对于Xn和NG接口的影响
Option3/3a可以看做还是5G业务的一个过渡阶段，网络结构的核心点仍旧是一个4G+的增强版，需要对LET的硬件进行相应的改造和升级，用于实现一些特殊的会话管理，但是无法实现同其他场景的相互兼容。选择采用Option3以后，LTE个NR之间就可以不用合设部署方案，基站接口中的带宽也会有非常明显的提升。而Option3a方案的存在，不需要改变接口的传输带宽，就可以为用户提供一个良好的使用体验。而Option4/4a主要是将5G看作是瞄点，一般是应用在部署的中期和后期，但是对于连续性覆盖具备一定的要求。主要的优点对于硬件改造的需求量比较小，在组网的时候，更加方便。但是也存在着一些缺陷，用户面在切换的时候，就会产生一些时延。非移动类的高容量业务，也可以在5G无线网络的支持下，去完善那部分低时延的业务，尽量减少基站与核心网之间的传输时延。当5G网络开始全面覆盖的时候，就可以纯网络的方式。
3.2 CU/DU划分对于前传和中传带宽的需求
（1）传输带宽。对于5G情况，以6GHz以下频带、100MHz带宽为例，假设在基站128天线配置下，上下行端口数为8，上行满负载时最高调制阶数为64QAM，下行满负载时最高调制阶数为256QAM，最大用户数为1000，上下行峰值速率为3Gbit/s和4Gbit/s。下行接口信息带宽跟预选UE/Bearer的数量相关。（2）传输时延，由于HARQ部分处理主要放置在DU侧，这样前传的接口传输就不会受到LTE的影响。基于当前业务端到端的时延需求，对于F1端口的时延就可以按照接口的传输要求。在初步的评估以后，将CS/CB考虑在内，这时候，端到端之间的时延要求则是1.5-10ms。如果未来业务对于时延变化有了一定的要求，那么也应该对时延要求进行重新的评估。
结束语
综上所述，5G网络架构在设计的过程中，应该将一些综合性的业务都考虑在内，如特殊业务属性、网络功能时延等，然后从一个系统性的角度去分析。从本文的分析结果而言，5G网络对于传输网的宽带和时延都提出了更为严格的要求，而在后续的发展中，相关人员也应该加强对此的研究力度，在合理规划的基础上，为用户提供一个优质的体验。
参考文献：
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作者简介：
莫剑（1989-），男，壮族，广西桂林市人，本科，主要从事运营商传输网运行维护工作。
论文作者:莫剑
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/1
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