我是靠谱客的博主 缓慢金毛,这篇文章主要介绍通信领域基础概念学习通信技术只分两种,有线通信和无线通信c = λ·f,无线通信最基础的公式带宽、宽带、网速、流量、频率、频谱、频段、频道、载波的定义通信机房基站的覆盖范围、功率、辐射之间的关系URL、域名、IP地址之间的关系eSIM卡基站、扇区和小区的关系上位机和下位机基带和射频DNNVPDN,现在分享给大家,希望可以做个参考。

基础概念

  • 通信技术只分两种,有线通信和无线通信
  • c = λ·f,无线通信最基础的公式
  • 带宽、宽带、网速、流量、频率、频谱、频段、频道、载波的定义
    • 带宽(Mbps、M、Mb/s)
    • 宽带
    • 网速(B/s,KB/s,MB/s)
    • 网速、带宽、宽带的区别
    • 频率、频谱、频段、频道
    • 无线频谱、载波、载波带宽
    • 无线频谱(频率)的六大特性
    • 频谱的两种使用方式:FDD(频分复用)和TDD(时分复用)
    • 载波聚合与动态频谱共享——5G时代解决频谱难题的妙方
      • 载波聚合
      • 动态频谱共享
  • 通信机房
    • 接入机房
    • 汇聚机房
    • 核心机房
  • 基站的覆盖范围、功率、辐射之间的关系
  • URL、域名、IP地址之间的关系
  • eSIM卡
  • 基站、扇区和小区的关系
    • 基站的带宽、上下行时隙配比、小区上行典型值(上行典型速率)的关系
    • 为什么在2B基站数计算中能用业务容量/小区上行典型值来计算基于容量的基站数?
    • QoS(通信服务质量)和SLA(服务等级协议)的区别
    • 切片、DNN和VPDN的区别
    • 所有涉及终端号卡的业务,都需要在核心网开通
    • 核心网UPF数据到客户侧网络只有VPN和专线两条路径
    • 专线
  • 上位机和下位机
  • 基带和射频
  • DNN
  • VPDN
    • L2TP VPDN
    • GRE VPDN

通信技术只分两种,有线通信和无线通信

信息数据要么在空中传播(看不见、摸不着),要么在实物上传播(看得见、摸得着)。在有线介质上传播数据,想要高速很容易。实验室中,单条光纤最大速度已达到了26Tbps,是传统网线的两万六千倍。而空中的无线传播这部分,才是移动通信的瓶颈所在!所以,5G重点也是研究无线传播这部分的瓶颈突破!
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如上图所示,在无线通信中,信息数据是在空中通过电磁波进行传播的小科普:光也是电磁波,或者说光具有波粒二象性,既是电磁波也是粒子),更准确地说现在主要采用电磁波中的电波进行无线通信,当然也有开始使用光波传输的,比如可见光通信。
我们的手机能够打电话、上网,是因为手机能够发射或接收看不见的电磁波。电磁波的频率范围是非常宝贵的资源。无论你什么时候使用手机,无论是上网还是打电话,你都是在通过电磁波发送或接收信息。这些电磁波被对应的发射塔接收,传送到目标发射塔,最后到达终端用户。在蜂窝通信中,地理区域被划分为不同的小区。蜂窝通信中的困难之处在于,如果一个小区中有五个用户,则应使用五个不同的频率来传输其信号。这样,你的手机将只接受你的频率分配给它的信号。所有其他频率信号将被设备的滤波电路拒绝。
载波是通过频率来决定去向的,这也意味着世界上每个活跃的用户必须有一个独特的频率,否则你会收到别人的信号。我们一直在说每个用户都有一个独特的频率,其实准确地说,应该是一个频率范围。天线能够将信号发送到频率范围或频带,你手机的滤波电路也允许有一个频段。因为世界上大约有50亿手机用户,由于各种各样的原因,电磁波谱的整个频率范围对蜂窝通信是无用的,为每个用户分配一个独特的频率范围是一项不可能完成的任务。

c = λ·f,无线通信最基础的公式

λ是波长,f是频率,c是光速,是固定值,为什么是光速?这是因为电磁波在真空中是以光速传播的。电波的频率资源也是有限的,
所以光波频率越来越高,对应的波长也越来越短,而波长越短,绕过障碍物的能力越差。所以5G需要大量的基站。

带宽、宽带、网速、流量、频率、频谱、频段、频道、载波的定义

带宽(Mbps、M、Mb/s)

带宽目前实际上没有明确的定义,通常我们分为模拟信道和数字信道两种理解:
【1】模拟信道:在模拟信道中,带宽和频率的关系不难理解,信号经过傅立叶变换在频域所占的频带范围称称为带宽。信号具有的频带宽度,信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围,也就是信号的最高频率分量与最低频率分量之差,单位:HZ。
学术定义:一个信号所包含谐波的最高频率和最低频率之差,即信号所拥有的频率范围,定义为信号的带宽,比如电话信号带宽是3.1kHz(从300Hz到3.4kHz)。
【2】数字信道:
数字信道中,由于信号是离散的,带宽所指的是最大传输速率,即信道中每秒能传输的比特数。由于数据是不断变化的,故传输速率其实也就是某种意义上的“频率”。带宽用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力,因此网络带宽 表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”.单位同样是HZ。 简单的说,带宽就是传输速率,是指每秒钟传输的最大字节数(MB/S),即每秒处理多少兆字节,高带宽则意味着系统的高处理能力。首先要搞清楚这里有两种速率,比特率和波特率,比特率就是单位时间内传输了多少个bit,在通信中,带宽通常用来表示从一点到另一点网络通信可达到的"最高速率",或者通俗地说就是最高网速是多少或者每秒钟可传输的最大数据量是多少,单位通常是Mbps、Mb/s、或简写成M。注意这里的b指的是bit(比特),与后面网速的B(字节)要进行区分!基本上电信、移动说的100M带宽都是比特传输速率,也就是说,实际字节传输速率要用带宽再除以8哦(大骗纸!!)
举个例子,我们家的网络带宽是10M的,也就是说,从我家网络最快的传输速率是10Mb/s。如果你家是20M带宽,也就是通常说的我家网比你家的网慢。

在电子学领域里,带宽是用来描述频带宽度的。但是在数字传输方面,也常用带宽来衡量传输数据的能力。用它来表示单位时间内(一般以“秒”为单位)传输数据容量的大小,表示吞吐数据的能力。这也意味着,宽的带宽每秒钟可以传输更多的数据。所以我们一般也将“带宽”称为“数据传输率”。上网的时候,总想知道自己的网速是多少,实际上这就是网络带宽。带宽的单位一般有两种表现形式:第一种是B/s、KB/s或MB/s,表示单位时间(秒)内传输的数据量(字节、千字节、兆字节);第二种是bps(或称b/s)、Kbps(或称Kb/s)或Mbps(或称Mb/s),表示单位时间(秒)内传输的数据量(比特、千比特、兆比特)。这两种带宽的换算公式是:1 B/s=8 bps(b/s)、1 KB/s=8 Kbps(Kb/s)、1 MB/s=8 Mbps(Mb/s)。

宽带

是名词,在数字通信中通常指64kb/s以上信号的带宽。它说明网络的传输速率很高。宽带的标准各不相同,带宽在64kb/s以上的一般称为宽带。在64kb/s以下的则对应地称为“窄带”。

**宽带是一种业务,带宽是传输速度。**通常别人会说你家能不能上网呀?其实这个意思就是你家有没有宽带,换句话说,就是一个名词,先有了宽带一词,然后才可以说你带宽是多少,宽带与上网的速度快慢没有直接关系。

网速(B/s,KB/s,MB/s)

网速是数据传输的速度,单位是:字节/秒 (B/s, KB/s, MB/s)。
网速的换算:1MB/s = 1024 KB/s
带宽和网速的换算:带宽大小/8(即字节和比特的关系),10M带宽(10Mb/s)=1.25MB/s网速
带宽就好比单位时间内水龙头的最大理想流量,而网速则是单位时间内水龙头现流出水量的大小

常说的“带宽是有限的,xx任务占了带宽如何理解”,可以理解为带宽限定了最高网络速率,每秒传输的最大数据量是有限的,当只有一个任务时,可以用到最大带宽,但当有多个任务进行时,就不可能再让每个任务都处于最大带宽的速率下了,好比一个水龙头最大流量是100L/s,当只有一个桶接水的时候,这个桶流入水的速度可以马上达到100L/s,但当有多个桶同时在接水的时候,就必然不能使每个桶的水流入速度达到100L/s了。

网速、带宽、宽带的区别

宽带:即接入到广域网的线路,可简单理解为电信接的光纤接入,或者一条公路。
带宽:接入宽带的理论网速上限,又分上行(即流出)带宽和下行(即流入)带宽,比如常说的100Mbps家庭宽带,就是说这条接入线路的最大下载(下行)速度为100Mbps(12.5MB/s),上行一般会比较小很多,可能只有5Mbps。理解成公路的宽度就好了。
网速:当前网络的数据流量速度,最小0MB/s,最大不超过带宽上限。可想象成公路上的车流量。

频率、频谱、频段、频道

【1】频率:是一个从时域上描述信号的物理量,单位是Hz(赫兹),是时间的倒数。有周期规律的信号或者事物有个周期,他的倒数就是频率。比如你跑步,也有个步频不是。 什么叫频率,我们不要被傅里叶搞晕了,我们回到普通的日常生活的理解,就是在单位时间内重复的次数。举个例子,比如跳绳,是不是那个绳子甩得越快的,跳的次数就越多,频率就越高。
【2】频谱:是一个从频域上描述信号的物理量(因为从时域上看一些调制信号可能是杂乱无章的,但从频域上看就能看出组成成分、带宽、功率等),它从本质上其实就是频率(一个是时域上的说法,一个是频域上的说法,再说一遍,频谱不是频段,频谱的本质就是一个频率!!频谱实际上就是频率在频域上的说法而已!
【3】频段:就是一段频率,比如2.5~3.5GHz。
【4】频道:接收的频率就是频道,比如电视机用过吧,调台的看没看到下面一个vhf的进度条,他就在调节接收的频率,这个频率就是频道。有些对讲机不能像收音机或者电视那样连续调接收频率,而是固定了若干频道。所以几十个人出去时候就会统一安排,一小队,频道一通信。二小队,频道5通信。你要是一不留神拨到频道8,自然什么都听不到。也就是我们俗说的我和你不在一个频道。当然也可以说是我和你不在一个频率。

无线频谱、载波、载波带宽

先来了解一下啥叫无线频谱?啥叫载波?啥叫载波带宽?当我们拿起手机上网时,数据流承载于特定频率的无线电波上,并通过基站天线传送到手机。这个特定频率的无线电波,就是无线频谱,即无线频谱也就是无线电波或电磁波的频率。承载了数据流的无线电波称为载波。载波的无线频段宽度称为载波带宽。*
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载波就像一条高速公路一样,在手机与基站之间来回运载数据。载波带宽越大,单位时间内传送的数据流越多,这好比道路越宽敞,车流更多更快,无线网速就更快。为此,从1G到5G,运营商把路越修越宽。
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这张图解释了为什么频率越大,速率越大的问题!因为频率越大,载波带宽一般也越大,所以速率越大!
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中国电信和中国联通在3.5GHz频段上分别拥有100MHz带宽的频谱资源这句话如何理解,3.5GHz不是频率吗?怎么拥有带宽?

无线频谱(频率)的六大特性

无线电频率是自然界存在的一种电磁波,是一种物质,是一种各国可均等获得的看不见、摸不着的自然资源,它具有以下六种特性:

第一,它是有限的。由于较高频率上的无线电波的传播特性,无线电业务的不能无限地使用较高频段的无线电频率,目前人类对于3000GHz以上的频率还无法开发和利用,尽管使用无线电频谱可以根据时间、空间、频率和编码四种方式进行频率的复用,但就某一频段和频率来讲,在一定的区域、一定的时间和一定的条件下使用频率是有限的。

**第二,它是排他性的。**无线电频谱资源与其他资源具有共同的属性,即排他性,在一定的时间、地区和频域内,一旦被使用,其他设备是不能再用的。

第三,它具备复用性。虽然无线电频谱具有排他性,但在一定的时间、地区、频域和编码条件下,无线电频率是可以重复使用和利用的,即不同无线电业务和设备可以频率复用和共用*(即分时使用?不同的设备可以不同时地使用同一频率,某一频率在同一时刻只能被一特定的设备所使用?)*。

**第四,它是非耗竭性的。**无线电频谱资源又不同于矿产、森林等资源,它是可以被人类利用,但不会被消耗掉,不使用它是一种浪费,使用不当更是一种浪费,甚至由于使用不当产生干扰而造成危害。

第五,它具有固有的传播特性。无线电波是按照一定规律传播,是不受行政地域的限制,是无国界的。

**第六,它具有易被干扰性。**如果无线电频率使用不当,就会受到其他无线电台、自然噪声和人为噪声的干扰而无法正常工作,或者干扰其他无线电台站,使其不能正常工作,使之无法准确、有效和迅速地传送信息。

频谱的两种使用方式:FDD(频分复用)和TDD(时分复用)

对于FDD来说,手机的发射频率和接收发射的频率是不同的,也就是说,用频率来区分发送还是接收,发送和接收可以同时进行。
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一般把基站发手机收这条路称为下行,其所使用的频率自然就是下行频率了。反之,手机发基站收这条路径称为上行,其所使用的频率称为上行频率。

对于TDD来说,手机的发射频率和接收发射的频率是相同的,接收和发送在不同的时间进行。这也就意味着,发送的时候不能接收,接收的时候不能发送。
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载波聚合与动态频谱共享——5G时代解决频谱难题的妙方

由1G到5G不断地分配频谱,也带来了三个主要现象:
【1】频谱资源越来越紧张:
每一个G到来,运营商都得单独为这个G修一条路,路越修越多,越修越宽。也就是说,2G来了要占一段频谱,3G来了要占一段频谱,4G来了又占一段频谱,5G来了还得占一段频谱,2/3/4/5G不同制式都要独占一段频谱,不能共享使用,就导致了有限的无线频谱资源越来越紧张。
【2】频谱资源浪费:
比如,2G用户越来越少,这条路上的车流量越来越少,而4G用户越来越多,这条路上的车流越来越拥挤,但2G和4G的道路是各自独立的,不能共享,就造成了资源分配不均和浪费。
【3】频谱碎片化严重:
另外,由于每一个G都会进行频谱分配、频谱拆开拍卖(主要在海外)和频率重耕等历史原因,还导致了频谱的碎片化。以4G为例,标准组织最初为LTE在400和3800MHz之间分配了约44个可用频段,但随着LTE网络部署规模不断扩大,预测越来越多的LTE网络分散部署于多个频段,使得频谱碎片化越来越严重。
这些现象带来的问题是,由于每段频谱所能提供的网络容量和吞吐量是有限的,导致有限的频谱资源的利用率和整体价值没有充分发挥出来。
怎么办呢?有两个创新的技术诞生了——载波聚合和动态频谱共享。

载波聚合

载波聚合(CA,Carrier Aggregation),就是把零碎的频段“缝合”成一段更宽的频段,可聚合同一频段内连续的载波,也可聚合同一频段内非连续的载波,还可聚合不同频段上的非连续的载波。
正是这个“可聚合非连续的载波”,为载波聚合戴上了“无线史上的一次伟大的技术创新”的头冠,4G载波聚合技术首次实现了可以将不同频段上的非连续载波“缝合”在一起。
比如,载波聚合可以将800MHz、1.8GHz和2.6GHz上的三条独立的4G道路合并为一条宽敞大道,从而大幅提升了4G峰值速率,也解决了频谱碎片化问题,提升了频谱利用率
如果说需求是发明的动力,那么载波聚合技术有三个动力,一个是提升网速的需求,另一个是解决频谱碎片化的需求,还有一个是提升频谱利用率的需求。
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动态频谱共享

每一个G的演进,都大幅度地提升了频谱效率。所以,让尽可能多的频谱资源为最新的移动通信技术服务,是让老制式频谱焕发新活力的正确思路。
最简单最直接的方式就是频谱重耕(Refarming),将老制式移动网络所占用的频谱腾出来给新制式的网络使用,比如将2G网络清退,腾出频谱资源给4G使用。以前是泥泞土路,现在升级为柏油路,利旧了土地资源,让车速提升了不少。
但实际情况并非这么简单,由于运营商的网络现在都是2G、3G、4G和5G多制式共存,这样一刀切的做法有可能损害消费者利益,不利于多种制式的平滑过渡。
于是,动态频谱共享(DSS,Dynamic Spectrum Sharing)闪亮登场,让不同制式的网络可以共享使用相同的频谱资源。比如,动态频谱共享技术可在4G和5G之间智能动态分配频谱,从而实现了频谱资源的高效利用。
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有了动态频谱共享,再结合载波聚合技术,运营商可打通4G和5G频谱资源,提高资源利用效率,还能帮助运营商灵活高效地实现技术迭代。
以中国移动的160MHz带宽为例,这160M由100M NR和60M LTE组成。在4G向5G演进初期,5G的业务量还不稳定,为了避免资源浪费,可以动态调度40M的共享频谱为4/5G服务。
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在5G用户较少、4G业务较多的时候,LNR 40M可以扩充4G容量,LTE还可以借助增加的载波数量,利用载波聚合进一步提高速率。而当出现5G用户繁忙、4G压力降低的场景,则可以通过LNR 40M动态扩展5G频谱带宽的方式来提升5G容量。
这样一来,中国移动就毫不浪费地充分利用了160MHz带宽资源,在充分保障4G体验的同时,实现了4G向5G平滑演进。
动态频谱共享首次在不同制式之间共享使用相同的频谱资源,可以说是移动通信发展史上的一次里程碑式的技术创新。
这项技术在华为叫做CloudAIR,这个名字很直观的诠释了动态频谱共享的核心思想,即“频谱云化”,按需使用。

通信机房

通讯机房也分多种,有接入机房、汇聚机房、核心机房,每种机房内的设备也大不一样,它们从上到下的顺序是:核心机房–汇聚机房–接入机房–用户,类似于核心网—承载网—无线网的顺序。

接入机房

接入机房是在靠近用户的地方,一般里面除了有必备的电源设备、MDF配线架、ODF/MODF配线架、蓄电池组、传输设备、动环监控外主要的是DSLAM设备、OLT设备和语音设备,其功能就是汇聚普通用户的ADSL、FTTH、电话业务的线路和流量,然后发送到汇聚机房

汇聚机房

汇聚机房在网络中起承上启下的作用,负责将本地业务节点连接到骨干节点,通过物理及逻辑网络将业务汇聚、疏导到相应的业务收容节点。上联核心机房、下联接入机房
汇聚机房在核心机房和接入机房的中间,里面除了上面提到的必备设备外,还增加了汇聚交换机、BRAS设备、SR设备、OLT设备、交换设备、DDF配线架、SDH设备、MSAP设备、DCN网管交换机、政企业务接入交换机、协转设备。

核心机房

  核心机房在汇聚机房的上层,指的是核心网的设备,还可按设备的种类再进行分类,有传输机房(光传输,SDH或PTN等)、交换机房(交换设备)、数据机房、动力机房、长途机房、网管机房。核心机房里除了上面提到的必备设备外和汇聚交换机、BRAS设备、SR设备、交换设备、DDF配线架、SDH设备、MSAP设备、DCN网管交换机、CR设备、各种长途设备、各种服务器、防火墙……等一些我没说到的设备。

基站的覆盖范围、功率、辐射之间的关系

  基站的覆盖面积也被称为“蜂窝”,每个基站的覆盖范围和通信容量都是有限的。在一定地理面积内,蜂窝越小,要求基站越密集,通话容量越大。蜂窝和基站发射功率(AAU能耗)、环境(天线高度与角度、有无建筑阻挡)等都有关系,而不是只受单一因素影响。
  并且也不是基站的发射功率越大,基站的覆盖面积就一定越大,因为基站的覆盖分上行和下行两条通路。下行是基站向手机发射的通路,我们平时的下载数据就在其中传递;上行是手机往基站发射信号的通路,用以传递我们用户上传的数据。上下行通路在手机使用过程中,一定要同时存在,缺一不可。但上行和下行在覆盖距离上有着根本的区别,就是发射功率的大小有别。下行是基站发送信号,由电源直接供电,功率不是问题,所以下行的覆盖范围可以很大。而上行是手机发射信号,由内设的电池板为其供电,其功率非常有限。所以上行的覆盖范围通常要小于下行的覆盖范围。换而言之,无论基站功率开多大,下行覆盖有多远,只要手机的上行功率不足以支持上传信号到达基站,上行通路就会失败,手机就会脱网。 当然,可以通过减小基站的发射功率来减小基站的覆盖范围,避免一些不想连接的终端连上基站
  而基站的发射功率和耗电量、辐射有直接关系,发射功率越大,耗电量越大,辐射也越大。有人认为基站越大辐射越大,还有人拒绝把基站建在自家楼顶。其实,基站的电磁辐射强度与基站的体积大小没有任何关系,主要与天线的方向、高度、发射功率以及距离的远近有关。只要基站相关指标符合环保要求,就不会影响大家的健康。某一地理区域中的基站越多,则单基站覆盖范围越小,电磁辐射也越小。同时,在安全防护距离以外,与基站越近,手机发射功率也越低。因为基站密集,通信信号会更好,手机就不用努力地发射信号。就好比在某个特定环境里,两个人在一起近距离说话,不用费力气大声喊就能够听得很清晰。这样,用手机的人所受的基站和手机辐射的综合影响反而会变小。

URL、域名、IP地址之间的关系

域名是在网络上定位某个机构或者公司的一个字符串一般与一个IP地址对应,例如baidu.com,有时候为了管理或者内容目的,也使用二级域名,例如www.baidu.com,tieba.baidu.com。域名需要购买和注册,它经过解析后为IP地址,也就是说用IP地址或者域名都可以访问同一资源(因为IP不好记,所以用域名)。
URL是网络资源统一定位符(即网址),可以用来定位网页、多媒体文件等。URL包含了域名以及端口号等等,例如http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=6017207这就是小木虫中一个帖子的URL,里面包含了小木虫的域名muchong.com。

eSIM卡

  sim卡就是我们平时用的手机电话卡,esim卡就是嵌入式SIM卡,其概念就是将传统SIM卡直接嵌入到设备芯片上,而不是作为独立的可移除零部件加入设备中,用户无需插入物理SIM卡。它最大的特性第一是小,第二是支持空中写卡的远程配置方式更换运营商网络。
  对用户来说,切换运营商变得和切换WIFI一样简单。但对运营商来说,因为用户粘性变小了,这显然不是一件好事,但是他们却也在大力支持eSIM和vSIM,这又是为什么呢?
  这个原因其实我们前面已经提到了,就是物联网。对物联网设备来说,传统的插拔式SIM卡已经无法满足其设备上网的需求了。例如,若一个设备需要全球漫游,但它在漫游过程中又需要全程联网上报数据,那么负责这个设备的企业该怎么办?办一张有全球漫游功能的SIM卡?这样的话漫游资费就太贵了。在设备经过的每个国家或区域办一张本地SIM卡,每到一个新地方就换卡?这样的话维护和运营成本又会太高。而eSIM/vSIM的空中写卡能力则能完美解决这个问题,设备到达每个新区域前,仅需联网更新下配置,到了新区域后就可以使用本地资费上网了。所以,物联网设备生产商都会去追求这些新技术,而物联网的海量设备全部需要接入网络,这一块大蛋糕运营商自然不会放过。

基站、扇区和小区的关系

一个基站就是一个站点。可以是物理站址(例如某某楼上有个移动基站),也可以是逻辑站址(某某楼上有个移动基站,但实际上有一个GSM基站,还有一个TD基站)。
扇区,物理概念,就是这个基站有几个方向的天线,一般有全向基站:可以理解为信号360度发射,就是一个扇区。定向基站,信号向某个方向发射,周围360度方向根据需要覆盖,一般分为3个扇区,个别情况下,会有2个或大于3个的扇区。
小区,也称蜂窝小区,是指在蜂窝移动通信系统中,其中的整个基站或基站的一个扇区所覆盖的区域在这个区域内移动终端可以通过无线信道可靠地与基站进行通信,小区的概念一般是给系统用的,用来进行参数设定、控制等。
早期的移动通信是大区制,也就是在一个区域内建一个基站,且尽可能地提高该基站的信号覆盖范围,这种方法的好处是实现容易,设备简单,但由于受功率和频谱资源限制,系统容量有限,而且扩大容量很困难。因此后来人们提出了小区的方法,即将一个区域划分成很多小的区域,即小区,每个小区用一个基站来进行信号覆盖,相邻的小区使用不同的频率避免干扰,而相隔较远的小区由于基站功率有限,可以使用相同的频率且干扰程度很低,不足以对两个小区用户的通信质量产生致命的影响,这样就实现了频谱复用,大大提高了频谱资源利用率,在相同的频谱和带宽资源下,相比较大区制的方法,由于频谱的复用,系统容量得到很大的提升。这种小区划分区域的方法使得整个区域看起来像由很多蜂巢组成,因此小区又被称之为蜂窝小区。

基站的带宽、上下行时隙配比、小区上行典型值(上行典型速率)的关系

基站的带宽一般指的是频段宽度,比如基站的带宽是100M,实际上说的是100M Hz;而上下行时隙配比可以理解为1秒内分多少时间给上行,分多少时间给下行,比如5G 2B业务中常见的上下行配比是7:3,就是指百分之七十的时间分给上行,百分之三十的时间分给下行。自然而然的,基站提供的上行典型速率就会远高于下行速率。
小区的上行典型值指的就是终端(小区)的上行典型速率(Mbps)或者说上行带宽(这里的带宽和前面的基站带宽不是一回事,这里的带宽是速率),上行带宽和频谱、MIMO、基站带宽、上下行配比都有很强的关系。

为什么在2B基站数计算中能用业务容量/小区上行典型值来计算基于容量的基站数?

这是因为一般采用的都是TDD双工通信方式(时分复用),即上行链路和下行链路共享同一无线信道(同一频段),在不同的时间分上下行。所以同一时间内,只能进行上行或是下行业务,由于5G 2B业务往往小区上行带宽(对应基站的下行带宽)远高于下行带宽,所以只要能满足上行带宽的需求,就一定能满足下行带宽的需求。

QoS(通信服务质量)和SLA(服务等级协议)的区别

QoS的本质是对不同业务的不同网络性能需求的支持能力,其性能要求(例如5QI=6)可以用性能参数来描述,例如业务可靠性、时延、抖动、吞吐量、数据丢失率等等。QoS在工程实践中非常看重,研究QoS的主要目的其实是研究如何用最低的成本让通信网满足更多业务QoS的需求,QoS主要从以下四个方面进行评估:
【1】业务保障性能:是否提供通信业务的能力,比如这个用户平均业务供应时间是多长?
【2】业务适用性能:保证用户正常使用业务且方便操作的能力,比如用户使用该业务出错的概率有多大?
【3】服务能力性能:例如业务接入时延、业务接入成功率等;
【4】业务完善性能:指业务建立后,保证传输损伤不超过限定范围的能力。比如时延超过100ms的数据包,系统自动将其抛弃。
SLA(服务等级协议)指的是服务商在提供的服务中确定要达到一个怎么样的等级的协议,它是运营商和客户签的一个合约。QoS是SLA的一个重要组成部分,除QoS参数外,SLA还包含了业务优先权等等。
关于QoS和SLA,可参考以下文章:
关于SLA,关于Qos

切片、DNN和VPDN的区别

端到端切片是把无线、承载、核心的网元各自划出一部分来,不同切片用的网元是不一样的;
DNN就是选择接入点,即UPF的数据流量流向哪里,是百度云还是阿里云;
VPDN是提供UPF到阿里云的接入通道;

所有涉及终端号卡的业务,都需要在核心网开通

核心网UPF数据到客户侧网络只有VPN和专线两条路径

VPN通道包括了VPDN,一般还结合了DNN;
专线则包括IPRAN、OTN、(裸)光纤等等;

专线

裸纤、专线的概念

专线和UPF的对应关系:专线的带宽要和UPF规格相匹配,例如专用UPF吞吐量是10G,那么专线接入速率也应该是10G

上位机和下位机

  上位机是指发出操作指令的计算机或单片机,例如电脑、手机、平板,下位机是接收指令控制设备、读取设备数据的计算机或单片机,例如PLC、STM32等各类可编程芯片。
  上下位机之间通过RS232/RS485串口通信、USB、蓝牙、网络UDP/TCP等通信协议进行通信。

基带和射频

基带、射频是什么
  基带,英文叫Baseband,全称是基本频带,是指一段特殊的频率带宽(频率范围在零频附近(从直流到几百KHz)的这段带宽),处于这个频带的信号,我们称为基带信号。基带信号是最“基础”的信号。现实生活中我们经常提到的基带,更多是指手机的基带芯片、电路,或者基站的基带处理单元(也就是我们常说的BBU)。
  这些基带板和基带芯片有4个作用,按顺序的话:(1)进行信源编码,通过采样、量化、编码把模拟信号转化为数字信号;信源编码,说白了,就是把声音、画面变成0和1。在转换的过程中,信源编码还需要进行尽可能地压缩,以便减少数据的“体积”;(2)进行信道编码,信道编码,和信源编码完全不同。信源编码是减少“体积”。信道编码恰好相反,是增加“体积”。信道编码通过增加冗余信息,对抗信道中的干扰和衰减,改善链路性能。举个例子,信道编码就像在货物边上填塞保护泡沫。如果路上遇到颠簸,发生碰撞,货物的受损概率会降低。常见的信道编码包括Turbo码、Polar码,LDPC码等;(3)对信号进行加密;(4)调制,就是通过调频(FM)、调幅(AM)、调相(PM)等多种调制方式让“波”更好地表示0和1。
  射频,英文名是Radio Frequency,也就是大家熟悉的RF。严格来说,射频是指频率范围在300KHz~300GHz的高频电磁波。频率低于100kHz的电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输。频率高于100kHz的电磁波可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力。这种具有远距离传输能力的高频电磁波,我们才称为射频(信号)。和基带一样,我们通常会把射频电路、射频芯片、射频模组、射频元器件等产生射频信号的一系列东东,笼统简称为射频。**基带送过来的信号频率很低。而射频要做的事情,就是继续对信号进行调制,从低频,调制到指定的高频频段。**例如900MHz的GSM频段,1.9GHz的4G LTE频段,3.5GHz的5G频段。
  信号经过RF射频调制之后,功率较小,因此,还需要经过功率放大器的放大,使其获得足够的射频功率,然后才会送到天线。信号到达天线之后,经过滤波器的滤波(消除干扰杂波),最后通过天线振子发射出去。
  基站天线收到无线信号之后,采取的是前面过程的逆过程——滤波,放大,解调,解码。处理之后的数据,会通过承载网送到核心网,完成后面的数据传递和处理。

DNN

  DNN(Data Network Name),用以区分不同数据网络的接入点和接入方式,实现业务数据的隔离(确保数据安全),5G网络中常用于SMF使用DNN选择UPF,即某号卡数据流向哪个UPF是DNN决定的
  可以通过DNN配置不同的网络策略,比如SMF选择策略、UPF选择策略、DN-AAA开启策略等。DNN服务分为三种,当UPF为下沉UPF时,需通过定制DNN选择该UPF进行分流;VPDN业务中也需要通用DNN标识UPF位置,这个是通用VPDN DNN,public代表公网下的VPDN DNN服务,private代表私网下的;通用互联网DNN则是用于普通公网、定向访问等场景,一般默认;
  DNN是唯一不重复的,它和号卡绑定,号卡在开通时可签约相应的DNN,该号卡数据则将通过DNN指定的UPF转发;
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VPDN

  无线VPDN是通过隧道技术为定制网客户构建与公众互联网隔离的虚拟专用网络满足客户终端访问客户内部网络的需求,它的作用域是UPF和客户内网之间。
  有两种实现方式,L2TP协议或GRE协议,他们的DNN命名规范是一致的,如下表:
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L2TP VPDN

  采用L2TP作为承载协议,适用于使用L2TP方式接入的企业客户,在UPF(漫游省或归属省,视DNN而定)和客户内网LNS之间打隧道。
  其中,LNS是PPP端系统上用于处理L2TP协议服务器端部分的设备。它作为L2TP隧道的另一侧端点,是LAC的对端设备,是被LAC进行隧道传输的PPP会话的逻辑终止端点。
L2TP VPN的组网框架如下:
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  当采用公用DNN实现UE到UPE的业务接入时,L2TP业务提供就近接入路由方式,使用漫游省的UPF与客户的LNS建L2TP隧道,UPF与LNS的网络为CTVPN189专线。
  当采用定制DNN实现UE到UPE的业务接入时,L2TP业务根据定制DNN的home routed路由方式,使用归属省的UPF与客户的LNS建L2TP隧道
  L2TP VPDN支持二次认证,这是它和GRE VPDN最大的不同,L2TP VPDN AAA认证服务提供方式:1)电信提供集约VPDN AAA 2)客户自有VPDN AAA。

GRE VPDN

  GRE协议的VPDN服务在5G 2B的UPF设备与客户侧GRE路由器建立GRE的隧道。
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  GRE业务的定制DNN使用home routed的路由方式,客户所有5G终端汇聚至归属省的UPF,统一由归属省的UPF与客户的GRE路由器建GRE隧道,客户可提供1台或2台GRE路由器,可建立2条或4条GRE隧道。

最后

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