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tags: 技術文章, 5G, RAN
GA: UA-79596126-4
title: (待補)5G 存取網路簡介
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###### 作者: 大叔
###### 撰寫日期: 2020/10/16
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# 目錄
[TOC]

# 無線通訊網路

一般來說，網路可以分為行動通訊與固網通訊，行動通訊指的是透過無線電信網路上網，其經過無線存取網路 (Radio Access Network, RAN) 與核心網路 (Core Network, CN)；而固網通訊指的是透過有線寬頻網路上網，會經過寬頻接取網路 (Broadband Access Network)，這篇僅會介紹行動通訊的部分。


# 無線存取網路

存取網路 (Access Network) 為將用戶終端連接置網際網路的的媒介，而無線端的存取網路被稱為 RAN。 而大家所知的基地台 (BaseStation) 就是屬於 RAN 的其中一環。從 1G 開始到目前的 5G 網路，其整個通訊網路邏輯架構一直都是手機→存取網→承載網→核心網→承載網→存取網→手機，也就是編碼解碼、調變解調、加密解密。
一個基地台通常包含 BBU (Baseband Unit, 基頻模組)、RRU (Remote Radio Unit, 遠端射頻模組)、饋線、天線。在最早期的時候，基地台視一體化的，也就是說 BBU、RRU 和供電設備等都是在同一個櫃子或機房裡，接著就把 RRU 和 BBU 拆分。


這樣的部屬方式由於天線與 RRU 的距離太常導致訊號損耗嚴重，饋線的成本也較高。故接下來的的部屬方式就是將 RRU 拉遠，這樣 RAN 就變成了 D-RAN (Distributed RAN)。


但是在 D-RAN 的架構下，營運商仍然需要承擔巨大的成本。為了擺放 BBU 和相關設備(電源、空調等)，還是需要租賃或建設旭多室內機房，而大量的機房就等於大量的成本。再來是基頻處裡的笑路相當低落，為了在區域處於峰值負載時提供足夠的傳輸容量，需要預備高效的 BBU，但整體而言 BBU 的利用率只達到 30% 左右。這時營運商就想了一套新的架構，將所有的 BBU 集中至中央機房(Central Office, CO)，這就是 C-RAN (Centralized-RAN)。


除了集中資源外，C-RAN 透過 SDN/NFV 等相關技術將在雲端架構下進行基頻處理虛擬化，不但減緩了分布式架構的挑戰，同時讓營運商在邁向雲端化行動網路上跨出第一步，並且為進展 5G 網路技術最重要的一步。

# 5G 存取網路

在 5G 網絡中，RAN 不再是由 BBU、RRU、天線等這些東西組成，而是被重構為以下 3 個功能：

* CU (Centralized Unit, 集中模組)：
將 BBU 的非即時部分將分割出來，負責處理非即時協議和服務。

* DU (Distribute Unit, 分布模組)：
BBU 的剩餘功能，負責處理物理層協議和實時服務。

* AAU (Active Antenna Unit, 主動式天線模組)：
BBU 部分物理層處理功能與 RRU 及天線合併成 AAU


IMT-2020 有提到 5G 網路需求大致上可分為 3 大類，分別是大流量行動寬頻業務(Enhanced Mobile Broadband, eMMB)、超高可靠超低時延通信(Ultra-reliable and Low Latency Communications, URLLC)、大數量連接之物聯網通訊(Massive Machine Type Communications, mMTC)。由於 5G 網路的需求多樣化，需要有多樣化的部屬方式才能負荷整體網路需求。

依據 5G 提出的標準，CU、DU、AAU 可以採取分離或共構的方式，所以會出現多種網路部屬型態：