5G协议及概念

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我是靠谱客的博主碧蓝紫菜，最近开发中收集的这篇文章主要介绍5G协议及概念，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

协议

本章参考：https://blog.csdn.net/u010178611/article/details/81365200.具体见此链接

1.1 5G-AN和5GC的接口(N2)

AN-AMF

NG-AP协议定义在38.413中，SCTP协议定义在RFC 4960。

1.2 5G-UE和5GC的接口(N1)

1.2.1 UE—AMF

NAS-MM: NAS-MM协议负责注册管理、连接管理、用户面连接的激活和去激活操作，负责NAS消息的加密和完保。5G NAS协议定义在 TS 24.501.

5G-AN Protocol layer: 接入网的协议栈取决于具体的接入网类型；如果从eNB接入，则对应的空口协议栈定义在TS36.300，如果从gNodeB接入，则对应的空口协议定义在TS38.300，如果从non-3GPP网络接入，则对应的协议栈定义在TS23.501 8.2.4章节。

1.3 5GC—5GC

5GC内部网元之间的接口为SBI接口，采用HTTP服务的形式。SBI接口有：Namf, Nsmf, Nudm, Nnrf, Nnssf, Nausf, Nnef, Nsmsf, Nudr, Npcf, N5g-eir, Nlmf。

上图就是SBI协议栈（图片来源TS29.500 5.1章节），采用互联网常用的HTTP/TCP协议，HTTP/2请参考RFC 7540。

2.5g概念

无线自组网，终端间可以直接通讯，也可以通过基站等的路由。

Massive MIMO，大规模天线。

SDN：软件定义网络，控制，转发分离。集中控制面，。

NFV：网络功能虚拟化。运营商软件代替专用平台，降低网络设备成本。

eMBB，enhanced Mobile broadband：实现gbps宽带数据，VR等

mMTC，massive machine type communication,物联网，智慧家庭，城市

uRLLC, Ultra-reliable and low-latency communication,无人驾驶，远程医疗

网络切片：拓扑、架构、协议。特定业务提供定制网络切片。

虚拟小区：避免了小区切换影响用户体验，不断有新基站移出移入。

PDU会议：protocol data unit

N2：基于SCTP

N3：基于GTP-U，UDP

中兴通讯电信级云平台TECS(Tulip Elastic Cloud System),TECS基于OpenStack、Kubernetes等主流开源项目。

TECS提供基于Docker +Kubernetes 的容器服务,这是一个组件化的PaaS平台，为软件架构的微服务化和全分布式部署提供底层支撑，保障上层网络功能可以灵活组装、网络业务可以随时发布

3.网络切片

网络切片是在网络基础上添加几个逻辑网络使用的方式。各网络切片可获得假想的网络资源，各条切片可互相绝缘，在特定的切片中发生错误或障碍时也不会对其他切片的通信产生影响。因此，在各条切片上可以设定不同的用途。比如说，有的切片可在HD视频上，有的切片可在安全的终端机上使用，可利用于多种用途、多种的产业。

直到4G为止，移动通信网处理的终端设备主要是手机，因此以前的要求只是在手机上最优化的结构。但是从5G开始，和手机、湿度、雨量等传感器连接的Massive IoT，和自动驾驶、远程产业用机器人控制连接的Mission-critical IoT等都需要提供各种不同的服务。那么应该把这些都分开设计吗？No！不需要分开制造，而是在一个网中制造出好几个逻辑网，能节约成本的解决方案就是‘网络切片’。

例如，自动驾驶汽车需要在短时间内处理很多数据。在行驶过程中，为了应对危险最重要的是1ms左右的‘超低延迟’性能。相反，与自来水公司一样速度慢但在数千个装置中，可以同时传输少量数据的‘超大容量’性能是很重要的。利用网络切片的话，可以最优化各个服务的特性。

这个新技术可以让运营商在一个硬件基础设施切分出多个虚拟的端到端网络，每个网络切片从设备到接入网到传输网再到核心网在逻辑上隔离，适配各种类型服务的不同特征需求。

对于每一个网络切片，像虚拟服务器、网络带宽、服务质量等专属资源都得到充分保证。由于切片之间相互隔离，所以一个切片的错误或故障不会影响到其它切片的通信。

需要不同类型的网络，在移动性、计费、安全、策略控制、延时、可靠性等方面有各不相同的要求。

例如一个大规模物联网服务连接固定传感器测量温度、湿度、降雨量等。不需要移动网络中那些主要服务手机的切换、位置更新等特性。另外像自动驾驶以及远程控制机器人等任务关键的物联网服务需要几毫秒的端到端延时，这就和移动宽带业务大不相同。

在如今的移动网络中，主要的设备是手机。RAN（DU和RU）和核心功能由RAN厂商提供的专用网络设备构建。为了实现网络切片，网络功能虚拟化（NFV）是一个先决条件。基本上，NFV的主要思想是将网络功能软件（即分组核心中的MME，S / P-GW和PCRF以及RAN中的DU）全部部署在商业服务器上的虚拟机，而不是单独部署在其专用网络设备。这样，RAN当作边缘云，而核心功能当作核心云。位于边缘和核心云中的VM之间的连接使用SDN进行配置。然后，为每个服务（即电话切片、大规模物联网切片、任务关键的物联网切片等等）创建切片。

其中数字部分叫做DU，射频部分叫做RU，就是上图中的近端（DU）和远端（RU）。