所有主要的移動運營商都在積極推動他們的5G進步 - 如果你相信商業廣告，5G正在推出和出現，實現更高帶寬的應用和機器對機器的交互。

雖然5G的推出似乎確實正在進行中，但這并不是一個“全有或全無”的主張。與大多數創新一樣，推出是一個分階段的過程。

物聯網、智能邊緣和AI/IVR的先進5G特性和能力是非常真實的，應該關注5G網絡架構才能發揮優勢。

5G 通用物理架構

下圖顯示了通用的 5G 架構。有三個物理組件：

無線接入網 （RAN）。這是連接到移動設備的網絡的無線網絡部分。

演進分組核心 （EPC）。這構成了移動網絡的核心部分，并充當RAN與互聯網或其他基于IP的服務之間的橋梁。

IP 多媒體子系統 （IMS）。大多數人認為這是LTE語音（VoLTE）組件，但根據設計，它比這更通用。IMS的目的是在移動網絡基礎設施內提供IP應用服務，無論是IP語音還是其他基于IP的通信服務。

5G中的物理組件組織實際上與4G / LTE沒有什么不同。5G的區別在于5G RAN的能力和EPC的組織，以實現更高水平的虛擬化。

無線接入網

5G引入的主要功能之一是它定義了三個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 1Gbps 的更高帶寬和更低的延遲，這對于許多物聯網或機器對機器應用至關重要。然而，通過建筑物和物體接收是一個問題。5G通過使用多輸入多輸出（MIMO）宏單元來增加并發用戶的數量，從而解決了這個問題。一種稱為“波束成形”的技術也是5G的一項新創新，其中天線向每個具有監控功能的連接設備發送定向信號，以提高信號質量。

高頻段 （》6GHz） 或毫米波。當涉及到5G時，這得到了大多數媒體的關注，因為它以極低的延遲提供高達10Gbps的峰值數據速率。正如您所料，您付出的代價是非常有限的距離（小于一平方英里）和較差的物體/建筑物穿透力。然而，它確實適合WiFi等技術與其中低頻段前輩之間的最佳平衡點。

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

演進分組核心 （EPC）

5G EPC也有一些創新，我將在下一篇文章中更詳細地介紹它們。總的來說，5G EPC正在更新，以更好地管理和集成語音，數據和互聯網連接。EPC的主要創新是：

控制平面（連接設置/拆卸）和用戶平面（通信內容）之間完全分離。某些應用程序的設備很少，但帶寬要求非常高。其他人使用大量的傳感器設備，每個設備都需要非常低的帶寬。用戶和控制平面的分離允許網絡根據需要靈活地將資源分配給其中一個。

虛擬化。與前幾代固定功能EPC硬件組件相比，定義具有運行VNF和標準服務器平臺能力的虛擬化網絡功能（NFV）可降低成本并提高靈活性。

網絡切片。這有點類似于計算、內存和存儲組件的虛擬化，只是將物理網絡資源切成邏輯網絡功能。每個網絡切片由專用于為特定客戶或服務提供服務的網絡資源組成。網絡切片也是相互隔離和隔離的，因此一個行為不佳的系統不會中斷其他系統的服務。前幾代移動網絡只是將管道視為每個人都共享的帶寬。5G將這些資源分解為可以分配、使用和隔離的虛擬化網絡切片。隨著物聯網的出現，這一點尤其重要，目前無法控制物聯網設備和框架。

EPC正在發生變化，但它更多的是關于“引擎蓋下”的改進和效率，以便在RAN中承擔增加的改進負擔。

IP 多媒體子系統 （IMS）

稍后我將更詳細地介紹 IP 多媒體子系統。高級視圖是此組件在移動網絡中實現特定的基于 IP 的應用程序和服務。

IMS最著名的用例是LTE語音（VoLTE）。前幾代移動網絡（甚至4G/LTE）將移動語音和短消息服務（SMS）實現為電路交換數據，而不是IP。隨著網絡向端到端IP發展，需要解決的第一個應用是這兩種服務。因此，第一個定義的IMS涉及使用IP語音（VoIP）技術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與前幾代移動網絡基于IP的新數據服務之間的分歧路徑。通過遷移到VoLTE，現在可以消除網絡的整個電路交換部分，從而節省硬件和維護成本。

5G今天在哪里？

如今，移動運營商的重點是部署新的RAN頻譜。這將使支持5G的設備能夠使用網絡，并且它們將與5G RAN連接，但它們將在較舊的4G / LTE EPC上運行。業界稱之為“5G非獨立”或5G。這將瓶頸轉移到EPC，直到部署5G EPC。業界使用術語“5G Standalone”或5G SA來表示RAN和EPC都是5G的網絡。

審核編輯：郭婷