Table of Contents
רשת סלולרית הדור החמישי (5G) אינה תחליף נקי של 4G LTE; היא אבולוציה שנועדה לפעול לצד תשתיות קיימות במשך שנים כדי להגיע. דו-קיום זה - הידוע כאדריכלות שאינה-מפלגתית (NSA) - מאפשר למנף את הבסיס המותקן של פתרונות 4G תוך מתן שיפור רחב אלחוטי, תקשורת דלת-עוצמה נמוכה, מסיבית וסוגית-סוגית של תקשורת רדיו, עם זאת, בין היתר, לבין אתגרים חשמליים מתקדמים (R) לבין רשתות רדיו, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, 4G, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, תכונות רדיו אלחוטיות יעילות של 4G, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם שיפור רחבות תקשורת יעילה יותר ויותר, עם זאת, עם זאת, מערכת הפעלה מהירה יותר ויותר, מערכת הפעלה מהירה יותר, עם זאת
אתגרים הנדסיים מרכזיים באינטגרציה 5G-4G
שילוב 5G עם 4G LTE דורש פגיעה בשתי טכנולוגיות רדיו שונות ביסודן, כל אחת עם גלפורציה משלה, נומרולוגיה וערומה פרוטוקול.האתגרים העיקריים ניתן לחלק לדו-קיום רדיו, תאימות חומרה, מורכבות רשת, מורכבות, שקיפות ואמינות, יכולת אחורית, ושיקולי אבטחה / עבודה.
ספקטרו קו-דו-קיום וניהול ההתערבות
5G NR תוכנן לפעול מ-1 GHz עד מעל 50 GHz, בעוד 4G LTE תופסת תדרים בין 700 MHz ו 3.8 GHz. כאשר שתי הטכנולוגיות חולקות את אותה להקה מורשה - לעתים קרובות המקרה בתחילת פריסות 5G - תיאום זהיר נדרש כדי למנוע התערבות הדדית ספקטרום דינמי (DSS) מאפשר מוביל יחיד לשאת LTE ו-NR תנועה, בו זמנית, אבל DSS מאפשר תזמון מתקדם במיוחד עבור תזמון מאובטחים עם טקטיקות אבטחה מותאמות אישית, במיוחד עם ספקטרום הפחתת יעילות .
מגבלות אבטחה והגבלות של תשתיות האתר
קיימות תחנות בסיס 4G בדרך כלל יחידות רדיו מורשת בית, אנטנה, וחיבורי גב שלא נועדו עבור רוחב הפס הרחב יותר דרישות שקיפות נמוכה יותר של 5G. דירוג כל אתר הוא הון-רגיש ובאופן לוגיסטי מאתגר. גישה משותפת היא לפרוס פערים גדולים של מרכזי רדיו מרחוק (RRS) התומכים הן LTE והן NR אותות מאותה חומרה, לעתים קרובות באמצעות מערך דיגיטלי משותף של ציוד, כולל ציוד אנטנות, כולל ציוד חדש של ציוד מכני.
מורכבות רשת: NSA לעומת SA
פרויקט השותפות של הדור השלישי (3GPP) הגדיר שתי ארכיטקטורות עיקריות עבור פריסת 5G: Non-Standalone (NSA) ו- Standalone (SA) במצב NSA (Option 3x/3a), רדיו 5G מעוגן ל- 4G קיים של רשתות סלולר מבוססות קוד (EPC) לצורך בקרת אותות, בעוד שנתוני המשתמש יכולים להיות מפוצלים בין LTE ו-NR – מערכת הפעלה ידועה בשם "מערכת הפעלה משולבת" (מערכת הפעלה"ד-ידית" (מערכת הפעלה"מספקת) של מערכת הפעלה מהירה יותר של מערכת ההפעלה SA-R-R-R-R) של מערכת ההפעלה"S) של מערכת ההפעלה"מחייבת של מערכת ההפעלה"מספקית של מערכת ההפעלה" (R-R-R-R) של מערכת ההפעלה"מספקית של מערכת ההפעלה"מספקית של מערכת ההפעלה"מספקית של מערכת ההפעלה"מספקת פונקציות הפעלה מהירה יותר של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה SA.
אחריות ובטיחות
5G מבטיח לעקביות מקצה לקצה נמוך כמו 1 ms עבור תקשורת אולטרה-סביר נמוך-לאינט (URLLC), בעוד 4G LTE בדרך כלל מספק 10-20 ms. Achieving מטרות אלה בסביבת תזמון כפול (Pre-connective תזמון מוקדם) חייב רק כדי להציג את דרישות ה-Hanthswitched של 4G הליבה מציג עיכובים ו- Handover-hover-i יכול להמשיך להפעיל את דרישות אבטחה של משתמשי אבטחה הדוקים (R) כגון שרתי תיבות של מערכת מחשוב אחורית של מערכת ההפעלה של משתמשי אבטחה).
Backhaul ו- Transport Network Strain
רוחב הפס הגבוה של 5G NR (עד 100 MBHz לכל נושא ב- 6 GHz ו-400 MHz ב mmWave) ו- MIMO מסיבי לייצר שיעורי נתונים שיכולים להציף את הקישורים הקיימים אם הם לא משודרגים. הרבה אתרי 4G מחוברים מעל מיקרוגל או קישורי סיבים מאובטחים עבור 100bps-1 Gbps.
ניהול חשמל ו-Thermal Management
הוספת רדיו 5G לאתרים קיימים 4G מגדילה באופן משמעותי את צריכת האנרגיה הכוללת. מערכי MIMO מסיבי עם 64 או 128 אלמנטים אנטנה יכול לצייר 2-3 קילוואט ליחידה, בהשוואה 1 קילוואט עבור רדיו 4G טיפוסי בשילוב עם חומרה הקיימת LTE, תקציבי כוח האתר עדיין עולים לעתים קרובות על ניזונים AC, גיבוי סוללות, וקיבולת קירור.
אבטחה ופגיעות בין-עבודה
שילוב של שני דורות של רשתות סלולריות מרחיב את פני השטח של ההתקפה.המטוס בקרת קישוריות כפולה במצב NSA חוצה הן LTE והן NR רגליים, מה שהופך הודעות איתותות כפופות ליירוט או שינוי אם לא מוצפן כראוי.4G רכיבי EPC עשויים להיות חסרי תמיכה עבור תכונות אבטחה ספציפיות 5G-במיוחד כגון הסתרת מנויים ואימות ראשוני מבוסס על פרוטוקול 5G AKA.
ניידות והמשך השירות
משתמשים מצפים קישוריות חלקה כאשר הם נעים בין 5G ו 4G סיקור אזורי.באדריכלות NSA, המכשיר שומר על קשר ראשוני ל LTE (לשליטה) ויכול להוסיף או להסיר נושא משני NRG. עם זאת, כאשר NR אותות אותות, הרשת חייבת לגרום "התחילה של מערכת ההפעלה הבינלאומית" ולהמשיך עם רק הליך זה צריך להיות ליד stanintsynous כדי להפסיק את ה-VSCC (I) ללא קשר ישיר עם האינטגרציה (I) עם ה-L) כולל VOLS) מורכבות כוללת שימושית (IQ) של ה-LSECD.
פתרונות ופרקטיקה הטובה ביותר לשילוב ללא ים
מפעילי רשת וספקים פיתחו ערכת כלים של טכנולוגיות ואסטרטגיות פריסה כדי להתגבר על האתגרים הללו.הפתרונות הבאים מאומצים באופן נרחב ברשתות מסחריות.
דינמי ספקטרום שיתוף (DSS) אופטימיזציה
DSS מאפשר LTE ו-NR לכבוש את אותה נושאת על ידי תזמון בלוקי המשאבים שלהם באופנה בעלת מספר גירסאות זמן. . המודרנית DSS יישום להשתמש בערכת התנועה בזמן אמת ולמידה מכונה כדי להתאים באופן דינמי את הפיצול בין LTE ל-NR משאבים.לדוגמה, כאשר תעבורת ה-NR היא נמוכה, יותר בלוקים משאבים מוקצה כדי לשמור על ביצועי LTE.
כפול-Mode ו- Multi-Band Hardware
יחידות בסיס מודרניים וראשי רדיו נועדו לתמוך הן LTE והן NR בו זמנית על אותה פלטפורמה חומרה.לדוגמה, שבבים בסיס לרוץ הן PHY ערימה של משאב משותף יכול להקצות באופן דינמי יכולת עיבוד המבוסס על עומס. Activeאנטנה מערכות (AAS) עם LTE משולבת יכול לייצר אגרת נפרדות עבור LTE ו-NR, או אפילו לשלב אותם לתוך קרן יחיד, יש צורך אחד, כולל כבל 3 ליטרים, 000 כוח, 000 (מ"מ) עם LTE יחיד) עם LTE יחיד (מפרק) עם LTE) עם LTE יחיד (מחדש) עם LTE) עם LTE יחיד) עם LTE, 000) מ"מפרקים) עם LTE, 000 ליטר) עם LTE, 000 ליטר) עם LTE, 000 ליטר) עם LTE, 000 ליטר) עם LTE, 000) עם LTE, או אפילו יכול לייצר מנהרות רדיו מרובים (מחדש) עם LTE, 000) עם LTE, 000 ליטר) עם מנהרות רדיו, או אפילו יכול לייצר מנה אחת, 000 ליטרים (מחדש) עם LTE, 000 ליטרים מרובים (מחדש) עם LTE, 000) עם LTE, או אפילו יכול לייצר מנהרות, או אפילו יכול לייצר מנהרות, 000) עם טרה אחת, 000 ליטר) עם NR, או אפילו
רשת וירטואליזציה ו-Slicing
Virtualization decouples רשת פונקציות חומרה ייעודית, המאפשרת 4G EPC ו 5G Core לרוץ על אותה תשתית ענן.רשת סליקה מאפשר למפעיל ליצור רשתות לוגיות מרובות - כל אחד מותאם לסוגים שונים של שירות (למשל, eMBB, כתובת URLLC, mMTC) - מעל רשת פיזית משותפת.
Multi- Access Edge מחשוב (MEC)
MEC מעבירה משאבי מחשוב ואחסון ממרכזי נתונים מרכזיים לקצה הרשת, צמצום השקיפות עבור יישומים רגישים בזמן. עבור שילוב 5G-4G, פלטפורמות MEC לעתים קרובות פרוסות בנקודה הggregation שבו LTE ו-NR תעבורת תנועה מתתכנסת - בדרך כלל ב- mG-site-site או מרכז נתונים אזורי.זה מאפשר עיבוד אולטרה-נמוך עבור שתי טכנולוגיות גישה.
רשתות של אורגניזמים עצמיים (SON) עבור Multi-RAT
יכולות SON, שפותחו במקור עבור LTE, הורחבו לניהול דו-קיום של 5G-4G. תכונות כגון יחסי שכנות אוטומטיים (ANR), איזון עומס ניידות (MLB), וכיסוי והיכולת (CCO) עכשיו לשקול הן LTE והן תאים NR. לדוגמה, מנוע SON יכול לזהות כי תא LTE מוטען יתר על המידה בעוד תא משותף של 5G יש יכולת לחסוך, ולאחר מכן להפעיל פרוטוקול כפול כדי לנבאת את ה-R.
CoMP - CoMP (CoMP) ו-Comy Aggregation
חברת ההרחבה (CA) על פני LTE ו-NR נושאות - הידועות בשם LTE-NR DC (קישוריות מילולית) או EN-DC - היא הטכניקה הבסיסית עבור פריסות מוקדמות 5GPP לשחרר 15 נקודות מוגדרות EN-DC שבו תא LTE פועל כעומס אדן (MN) והתא ה-NR כצומת משני (SN) ו- 16GPP מאפשר זאת עם NR-NR-R-R-R-R-R-D-D-D-D-D-D-D-D-R-H דורש לעתים קרובות לעמוד בממשק התדירות נמוכה בין התדירות גבוהה יותר מ- C.
מערכות מתקדמות ו-Beam Management
Massive MIMO עם 64 אלמנטים אנטנה מספק רווח מרחבי גדול עבור LTE ו NR. בפריסות משולבות, אותו מערך MIMO מסיבי יכול לשרת מכשירי LTE באמצעות ספרי קוד מורשת ו NR מכשירים באמצעות beamforming מתקדם עם מגוון עיכובים מחזורי (CDD) ניהול שבבים (למשל LTE חלקה, להיות טאטא, להיות חדד, להיות התאוששות) יש לתאם עם אותות אנלוגיים כדי להפחית את השימוש ב- LTE משולבת כדי למנוע טיפול סלולרית של מעבדים.
Backhaul משודרגת והובלת Slicing
כדי להתמודד עם היכולת המוגברת, המפעילים שדרגו את backhaul ממיקרוגל ל-fibre במידת האפשר, ושימוש במודולציה מסדרת גבוהה יותר (למשל, 256-QAM עד 4096-QAM) על קישורים קיימים מיקרוגל.רשתות תחבורה מבוססות Ethernet עם IEEE 1588v2 (פרוטוקול LTE) סינכרון מאפשר μs זמן של μs בין תחנות בסיס NRL ו-H) עבור כבל CLCGL (L) ו-H) ו-ERL (L (L (L) LCDERL) LCBERL) CMV (LERL) LCV (L) CML (ה-H) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ CM) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ (Pres לאחור (Pres) ⁇ ⁇ (Pres לאחור (Pres לאחור (Precision LTE) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
דוגמאות ל- Real-World Deployment
כמה מפעילי מרכזיים כבר יישמו רשתות 5G-4G משולבות, ומספקים שיעורים חשובים.
Verizon's 5G Ultra Wideband (mmWave + LTE)
Verizon פרוסה 5G באמצעות mmWave (28 GHz ו 39 GHz) באזורים עירוניים צפופים, להסתמך על LTE עבור סיקור נפילה.הרשת משתמשת EN-DC (Option 3x) שבו שדרת LTE שולטת אותות ו-NR מספקת נתונים במהירות גבוהה Verizon דיווח כי DSS ב- LTE הרץ איפשרה מעבר חלק בין mmWave 5G LTE, למרות אתגרים עם בנייה וחדירה גבוהה ל- CMOSover לניהול להקות CRM (הת) כדי לנהל באופן סופי יותר של ה-CRM) כדי לנהל את ה-CDC (הת ה-CRM) כדי לנהל את ה-CDC (התאם היא גם על מנת לנהל את ה-CDC כדי לנהל קומפקטי יותר ל-CSD) עם CRM כדי לנהל קומפקטי יותר ל-HD) ל-CSD.
T-Mobile's Mid-Band 2.5 GHz
T-Mobile (כיום התמזג עם Sprint) מינוף הלהקה 2.5 GHz - המשמש במקור עבור LTE - כדי לפרוס 5G NR באמצעות DSSHz ובסופו של דבר מלא NR על נושא ייעודי.הם השתמשו ברדיו רב-ממד אשר תומך הן LTE ו-NR באותו ערוץ 2.5 GHz, עם שיתוף דינמי החלת הקצאה המבוססת הביקוש בזמן אמת.
סין Mobile's Massive Deployment
סין Mobile רשמה את המורשת של 5G SA (Standalone) מההתחלה, אך גם שמרה על יכולת פעולה עם 4G. הם השתמשו ב-NR על 2.6 GHz עם MIMO מסיבי וחיבור כפול עם LTE ב-1.9 GHz ו-1.8 GHz.הגישה שלהם הייתה מעורבת שדרוג כל תחנת בסיס לתמיכה הן LTE ו- 5G NR באותו חומרה (מבוסס על 3GPPOption 2) שימוש ברשתית עבור כיתות שונות של שירות עבור ממשקהמותק, אך בתחילה, אך בתחילה, אך היא הסמארטפון, אך היא ה-URL) היה נמוך יותר מ-ACC (האפקט קריטי עבור ממשקה.
תחזית לעתיד: לקראת עמידה ומעבר
התעשייה נעה בהתמדה מ-NSA (Option 3x/3a/7x) ל- SA (Option 2/5) אדריכלות. SA מבטלת את התלות ב- 4G EPC, המאפשרת שליטה מלאה על תכונות 5G כגון רשת Native שריקה, יעילות גבוהה יותר באמצעות הליבה של LTE מורשה, וניהול פשוטה של ניידות בין-RAT. עם זאת, המעבר יהיה הדרגתי; רבים ימשיכו לפעול לשילוב בין-NSA ל-A2 שנים נוספות).
לטווח ארוך, 6G יוזמות מחקר שואפות לטכנולוגיות גישה רדיו מאוחדת אשר באופן טבעי תומך גלפורציות גמישות ואדריכלות O-RAN - פוטנציאל לפשט את השינוי הדור הבא.
מסקנה
שילוב 5G עם רשתות LTE קיימות 4G הוא מאמץ הנדסי רב פנים נוגע ניהול ספקטרום, פריסה חומרה, אדריכלות רשת, בקרת שקיפות וביטחון. האתגרים הם משמעותיים, אבל הפתרונות - אופטימיזציה DSS, חומרה רב-מומדה, וירטואליזציה, MEC, SON, אנטנה מתקדמת, ושינויים תחבורה - לספק דרך ברורה קדימה, דוגמאות של Verizon, Verizon-Mobile-TGone, ו- 5Gone קיבולת לא יעילה יותר עבור אינטגרציה יעילה יותר של רשתות אינטגרציה של אינטגרציה אלחוטית של .