所有主要的移動運(yùn)營商都在積極推動他們的5G進(jìn)步 - 如果你相信商業(yè)廣告，5G正在推出和出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)更高帶寬的應(yīng)用和機(jī)器對機(jī)器的交互。

雖然5G的推出似乎確實(shí)正在進(jìn)行中，但這并不是一個(gè)“全有或全無”的主張。與大多數(shù)創(chuàng)新一樣，推出是一個(gè)分階段的過程。

物聯(lián)網(wǎng)、智能邊緣和AI/IVR的先進(jìn)5G特性和能力是非常真實(shí)的，應(yīng)該關(guān)注5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)才能發(fā)揮優(yōu)勢。

5G 通用物理架構(gòu)

下圖顯示了通用的 5G 架構(gòu)。有三個(gè)物理組件：

無線接入網(wǎng) （RAN）。這是連接到移動設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)的無線網(wǎng)絡(luò)部分。

演進(jìn)分組核心 （EPC）。這構(gòu)成了移動網(wǎng)絡(luò)的核心部分，并充當(dāng)RAN與互聯(lián)網(wǎng)或其他基于IP的服務(wù)之間的橋梁。

IP 多媒體子系統(tǒng) （IMS）。大多數(shù)人認(rèn)為這是LTE語音（VoLTE）組件，但根據(jù)設(shè)計(jì)，它比這更通用。IMS的目的是在移動網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)提供IP應(yīng)用服務(wù)，無論是IP語音還是其他基于IP的通信服務(wù)。

5G中的物理組件組織實(shí)際上與4G / LTE沒有什么不同。5G的區(qū)別在于5G RAN的能力和EPC的組織，以實(shí)現(xiàn)更高水平的虛擬化。

無線接入網(wǎng)

5G引入的主要功能之一是它定義了三個(gè)用于特定目的的不同頻段：

低頻段（低于 1GHz）。這也是LTE今天使用的頻譜。這是最大化覆蓋范圍的最佳選擇，但最大帶寬最高約為100Mbps。

中頻（低于 6GHz）。中頻提供高達(dá) 1Gbps 的更高帶寬和更低的延遲，這對于許多物聯(lián)網(wǎng)或機(jī)器對機(jī)器應(yīng)用至關(guān)重要。然而，通過建筑物和物體接收是一個(gè)問題。5G通過使用多輸入多輸出（MIMO）宏單元來增加并發(fā)用戶的數(shù)量，從而解決了這個(gè)問題。一種稱為“波束成形”的技術(shù)也是5G的一項(xiàng)新創(chuàng)新，其中天線向每個(gè)具有監(jiān)控功能的連接設(shè)備發(fā)送定向信號，以提高信號質(zhì)量。

高頻段 （》6GHz） 或毫米波。當(dāng)涉及到5G時(shí)，這得到了大多數(shù)媒體的關(guān)注，因?yàn)樗詷O低的延遲提供高達(dá)10Gbps的峰值數(shù)據(jù)速率。正如您所料，您付出的代價(jià)是非常有限的距離（小于一平方英里）和較差的物體/建筑物穿透力。然而，它確實(shí)適合WiFi等技術(shù)與其中低頻段前輩之間的最佳平衡點(diǎn)。

RAN的另一個(gè)關(guān)鍵功能是能夠合并邊緣路由。在設(shè)備與智能邊緣組件之間或設(shè)備之間路由流量可顯著減少 EPC 路由所涉及的延遲。

演進(jìn)分組核心 （EPC）

5G EPC也有一些創(chuàng)新，我將在下一篇文章中更詳細(xì)地介紹它們?？偟膩碚f，5G EPC正在更新，以更好地管理和集成語音，數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)連接。EPC的主要?jiǎng)?chuàng)新是：

控制平面（連接設(shè)置/拆卸）和用戶平面（通信內(nèi)容）之間完全分離。某些應(yīng)用程序的設(shè)備很少，但帶寬要求非常高。其他人使用大量的傳感器設(shè)備，每個(gè)設(shè)備都需要非常低的帶寬。用戶和控制平面的分離允許網(wǎng)絡(luò)根據(jù)需要靈活地將資源分配給其中一個(gè)。

虛擬化。與前幾代固定功能EPC硬件組件相比，定義具有運(yùn)行VNF和標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器平臺能力的虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能（NFV）可降低成本并提高靈活性。

網(wǎng)絡(luò)切片。這有點(diǎn)類似于計(jì)算、內(nèi)存和存儲組件的虛擬化，只是將物理網(wǎng)絡(luò)資源切成邏輯網(wǎng)絡(luò)功能。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片由專用于為特定客戶或服務(wù)提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資源組成。網(wǎng)絡(luò)切片也是相互隔離和隔離的，因此一個(gè)行為不佳的系統(tǒng)不會中斷其他系統(tǒng)的服務(wù)。前幾代移動網(wǎng)絡(luò)只是將管道視為每個(gè)人都共享的帶寬。5G將這些資源分解為可以分配、使用和隔離的虛擬化網(wǎng)絡(luò)切片。隨著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，這一點(diǎn)尤其重要，目前無法控制物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和框架。

EPC正在發(fā)生變化，但它更多的是關(guān)于“引擎蓋下”的改進(jìn)和效率，以便在RAN中承擔(dān)增加的改進(jìn)負(fù)擔(dān)。

IP 多媒體子系統(tǒng) （IMS）

稍后我將更詳細(xì)地介紹 IP 多媒體子系統(tǒng)。高級視圖是此組件在移動網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)特定的基于 IP 的應(yīng)用程序和服務(wù)。

IMS最著名的用例是LTE語音（VoLTE）。前幾代移動網(wǎng)絡(luò)（甚至4G/LTE）將移動語音和短消息服務(wù)（SMS）實(shí)現(xiàn)為電路交換數(shù)據(jù)，而不是IP。隨著網(wǎng)絡(luò)向端到端IP發(fā)展，需要解決的第一個(gè)應(yīng)用是這兩種服務(wù)。因此，第一個(gè)定義的IMS涉及使用IP語音（VoIP）技術(shù)而不是舊的電路交換方法與移動電話通信的組件。這最終打破了舊電路交換語音和SMS與前幾代移動網(wǎng)絡(luò)基于IP的新數(shù)據(jù)服務(wù)之間的分歧路徑。通過遷移到VoLTE，現(xiàn)在可以消除網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)電路交換部分，從而節(jié)省硬件和維護(hù)成本。

5G今天在哪里？

如今，移動運(yùn)營商的重點(diǎn)是部署新的RAN頻譜。這將使支持5G的設(shè)備能夠使用網(wǎng)絡(luò)，并且它們將與5G RAN連接，但它們將在較舊的4G / LTE EPC上運(yùn)行。業(yè)界稱之為“5G非獨(dú)立”或5G。這將瓶頸轉(zhuǎn)移到EPC，直到部署5G EPC。業(yè)界使用術(shù)語“5G Standalone”或5G SA來表示RAN和EPC都是5G的網(wǎng)絡(luò)。

審核編輯：郭婷