5G标准发展现状及承载需求分析

谢东海 杨洋 席晨晨

摘要：在全球业界的大力推动下，物联网发展迅速并将极大的扩展5G业务，从而促使5G技术迅速发展，当前5G 已经完成第一阶段全功能标准化工作，5G商业应用渐行渐近，基于此，主要介绍了5G第一阶段全功能标准：（5G NR）独立组网标准和（5G NR）非独立组网标准，以及5G网络技术的承载需求。最后对5G网络的发展进行总结和展望。

关键词：物联网；5G；独立组网；非独立组网；承载需求

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）07-0031-02

1 引言

面向2020年以及未来，移动互联网和物联网业务将成为移动通信发展的主要驱动力。5G将满足人们在居住、工作、休闲和交通等各种区域的多样化业务需求。根据Juniper的研究，预计到2025年底，世界三强的5G市场将是中国、美国和日本，总连接数占世界总量的55%[1]。另外，据GSMA Intelligence，中国信息和通信研究所（CAICT）发布报告指出在2025，中国的5G连接数将被估计为4亿2800万，在全球份额5G（11亿）将占比达到39%。中国的第一年，5G（2020），连接的数量预计为400万，第二年（2021）将跳到4400万，2022年至2024年之间，分别为1亿1700万、2亿2700万、3亿5400万。

2 5G标准

2.1 NSA（非独立组网）

NSA非独立组网，可选择共站部署和非共站部署两种方式。

（1）5G基站与4G基站共站部署：5G基站（gNB）可作為宏站，与现有的LTE基站（eNB）共站部署，提供重叠覆盖。如图1所示。

（2）5G基站和4G基站非共站部署：5G基站（gNB）也可作为微站，与现有的LTE基站（eNB）共站或非共站部署，解决室内或热点覆盖。如图2所示。

2.2 SA（独立组网）

对于SA部署方式，5G和4G形成了两张独立的网络，即5G基站使用5G核心网（NGCN），4G基站（eNB）使用4G核心网。（EPC）为了保持业务连续性，现网的LTE基站和EPC需要升级来支持跨核心网的移动性。考虑到未来新型业务支撑和扩展能力，5G NRSA方案的承载网可新建，但需在省干或城域的核心层实现4G和5G控制面核心网元之间的互通，也可结合实际需求构建4G和5G混合承载网络，具体选择除了技术方案之外与建网成本、维护成本等密切相关。

3 5G承载需求

受业务发展驱动，5G核心网将发展成为满足全业务接入、服务全业务场景的云化泛在网络，采用服务化网络架构和SDN/NFV技术实现网络重构，5G承载网需适应5G核心网架构变革带来的挑战，一是需提供层次化网络切片方案来满足不同业务场景的5G网络切片需求；二是需要将L3功能下移至UPF和MEC所在位置，从而提供网状动态灵活连接的调度；三是适应5G网络云化发展趋势，支持城域核心和边缘数据中心之间的互连需求。

3.1 5G承载关键性能需求

3.1.1 带宽需求

带宽是5G承载最为基础和的关键技术指标之一。根据5G无线接入网结构特性，承载将分为前传、中传和回传。单基站承载带宽需求出现10GE/25GE接口，回传带宽需求由于5G承载接入汇聚及核心层的带宽需求与站型、站密度、以及运营商部署策略等多种因素相关，因此不同评估模型，带宽需求评估结果存在差异。前传带宽需求与CU/DU物理层分割位置密切相关。中传主要实现DU和CU之间的流量承载，因此相当于回传网络中接入层流量需求。

3.1.2 超低时延

3GPP对用eMBB和uPLLC的用户面和控制面时延指标进行了规定，要求eMBB业务用户面延时小于4ms，控制面时延小于10ms；uRLLC业务用户面时延小于0.5ms，控制面时延小于10ms。

3.1.3 高精度时间同步

根据不同技术实现或业务场景，需要提供不同的同步精度，5G同步需求主要体现在三个方面：（1）基于业务时间同步需求，（2）协同业务时间同步需求和（3）新业务同步需求。

3.2 承载组网及功能需求

5G无线接入网可演进为CU、DU、AAU三级结构，与之对应，5G承载网络也由4G时代的回传、前传演进为回传、中传和前传三级新型网络架构。前传网络实现5G CRAN部署场景接口信号的透明传送中传是面向5G新引入的承载网络层次，在承载网络实际部署时城域接入层可能同时承载中传和前传业务。5G回传网络实现CU和核心网、CU和CU之间等相关流量的承载，由接入、汇聚和核心三层构成。考虑到移动核心网将由4G演进的分组核心网（EPC）发展为5G新核心网和移动边缘计算（MEC）等，同时核心网将云化部署在省干和城域核心的大型数据中心，MEC将部署在城域汇聚或更低位置的边缘数据中心。

4 结语

随着5G协议标准的冻结，5G应用的发展会越来越快，5G的发展对移动通信新一轮技术与应用的革新影响是巨大的，同时对承载网提出新的需求。对5G标准发展现状和承载的需求分析有助于下一步对5G发展的应用的场景提供依据。

参考文献

[1]钱志鸿，王雪.面向5G通信网的D2D技术综述[J].通信学报，2018，37（7）：1-14.

[2]郭朝峰.运营商 5G 部署现状与思考[J].中国电信业，2017，（11）：18.