5G

5G中的复用访问技术

作者

无线信号在传输中的多径传播会导致时间延迟，信号失真等。下面就让我们讨论从1G到5G系统中用于解决此类问题的多址技术。

相干带宽和衰落信道

基站（UMTS-NB / eNB / gNB）在多个方向上向用户设备（UE）发送信号，因此接收到的信号可以被延迟或衰减。在频域中，如果信号带宽小于相干带宽，则信号将被保留而不会产生任何失真。但是，如果信号带宽大于相干带宽，则会出现衰减，这称为频率选择性衰落信道。

频分复用接入（FDMA）

在第一代移动通信系统（1G）中已经使用FDMA。从根本上讲，我们将带宽分成小块，以便在更高的持续时间内传输符号，例如20MHz（LTE中的最大信道带宽）划分为1200个子载波，每个子载波的带宽为15kHz，这就是所谓的 多载波传输技术。15KHZ*1200子载波，总共是18MHz，另外2 MHz用于保护频带。例如，我们在66.7ms内传输一个符号，而不是0.05us，即1/（15 kHz）而不是1/（20 MHz）。与符号持续时间分别为0.05us和66.7ms相比，1us延迟因此避免了时域中的符号/信号重叠。如下图左下角的说明。

在上文中，我们提到的信号失真是在频率选择性衰落信道下发生的。实际上，我们将在宽带处理系统中部署信道均衡/均衡器以减少失真。在下文中，我们将介绍OFDMA作为一种解决所有上述问题的技术，这些问题是由多径传播、延迟扩展、频率选择性衰落信道和信道间干扰（ICI）引起的。

正交频分复用访问（OFDMA）


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5G, 原理

5G NR参考信号（DMRS，PTRS，SRS和CSI-RS）

作者

为了提高协议效率并保证传输包含在一个时隙或波束内而不必依赖其他时隙和波束，为此5G NR引入了以下四个主要参考信号。

  • 解调参考信号（DMRS） 
  • 相位跟踪参考信号（PTRS）
  • 探测参考信号（SRS）
  • 信道状态信息参考信号（CSI-RS）

下图描述了与不同物理信道关联的参考信号映射关系。

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与LTE相比，NR的新增功能 ：

  • 在NR中，没有小区特定参考信号（C-RS）
  • 引入了新的参考信号PTRS用于时间/频率跟踪
  • 为下行链路和上行链路信道引入了DMRS
  • 在NR中，仅在必要时（如LTE中不断交换参考信号来管理链路），才发送参考信号。

解调参考信号（DMRS） 

DMRS是特定于特定UE的，用于估计无线信道。系统可以对DMRS进行波束赋形，将其保留在计划的资源内，并且仅在必要时在DL或UL中传输它。另外，可以分配多个正交DMRS以支持MIMO传输。该网络会尽早为用户提供DMRS信息，以满足低延迟应用程序所需的初始解码要求，但它也偶尔为信道变化不大的低速场景提供此信息。在跟踪信道快速变化的高移动性场景中，它可能会增加DMRS信号（称为“附加DMRS”）的传输速率。

  • DMRS是指解调参考信号
  • 接收机将其用于无线信道估计以解调相关的物理信道
  • DMRS设计和映射特定于每个下行链路和上行链路NR信道，通过NR-PBCH，NR-PDCCH，NR-PDSCH，NR-PUSCH，NR-PUSCH
  • DMRS特定于特定UE，并按需传输
  • DMRS可以对DMRS进行波束形成，并保留在计划的资源中，并且仅在必要时在DL或UL中传输它
  • 可以分配多个正交DMRS以支持MIMO传输。

相位跟踪参考信号（PTRS）


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5G, 原理

5G NR中的CBG（Code Block Group）是什么？

作者

在LTE中，一个较大的传输块TB可以拆分为一串较小的CB。并且整个传输块TB以10%的BLER目标进行传输，如果BLER目标不满足且CRC失败，则必须重新传输整个TB。但是，有时候由于大TB，HARQ的性能可能会受到影响。

在5G NR中，也有TB（Transport Block传输块）和CB（Code Block码块）的概念。为了达到更高的传输效率并改善延迟，5G NR引入了一种称为基于代码块组（CBG）的传输的概念，该概念基本上将大传输块TB划分为较小的代码块CB，较小的代码块进一步分组为“代码块组（CBG）”。

也就是说，CBG（Code Block Group）这个概念只在5G NR中出现，在LTE中是没有的。下面我们就来看看5G NR中的CBG是什么。

在5G NR中，1 个CBG通常由几个CB组合成。UE将对这些码块组（CBG）进行解码，并将针对每个单独的组发送HARQ反馈（ACK/NACK）。CBG以DCI表示（Format 0_1, Format 1_1），CBG的大小则是由RRC消息指定的。

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TB的典型结构如上图所示。1 个TB通常由多个CBG组成，而 1 个CBG又由多个CB组成。但我们也有可能会看到一些其他类型，如下文所述。


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WDM, 原理

光通信中的OTN交叉能够给网络带来什么好处？

作者

在传统的WDM网络中，我们常用到的是Transponder和Muxponder方案，也就是支线路合一的OTU单板，其客户侧和线路侧端口都长在同一块业务单板上。但是在OTN技术出现之后，我们看到了越来越多的支线路分离的业务承载方式。

那么，我们为什么需要支线路分离？为什么要使用OTN方案？


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交换路由, 原理

MPLS-TP与MPLS有何不同？

作者

我们经常说设备要支持MPLS-TP或MPLS的功能，但我们可能不是太清楚它们的区别。下面，我们就来简单看看它们到底有哪些不同？

1. 控制平面

MPLS-TP可以在没有控制平面下运行，控制平面相关协议在MPLS-TP中是可选的。而对于MPLS来说，控制平面是绝对不能少的。MPLS-TP的业务路径一般由NMS配置并下发到网元中。

2. 管理平面

MPLS-TP中的LSP可以在不使用控制平面的情况下完全通过管理平面建立，MPLS则完全相反，MPLS在MPLS-TE的情况下需要路由协议或RSVP来建立LSP。MPLS的结构体系如下图所示。

3. 管理/控制和数据平面的分离

在MPLS网络中，控制平面的故障会影响业务流量的转发，而MPLS-TP则不会，其管理平面的故障不会影响数据的转发，这也就是为什么我们在上面提到MPLS-TP可以在没有控制平面的情况下完全通过管理平面建立LSP。我们接着看看LSP又有什么不同？


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5G承载

5G承载的若干概念及渊源

作者

5G承载网，包括5G前传、5G回传两大部分。

5G前传技术，由于三大运营商的分裂，形成了不同的技术体系：MWDM、LANWDM、G.metro、CWDM。

简单的前传一段，出现了这么多名词。

同样的，在5G回传承载、大客户承载等网络中，三大运营商也是各自为战，各自聚拢阵营。内中缘由，今天先不聊了。

这种状况，给大家了解技术带来了不便：各种概念、缩略语特别多。

整理多种资料，尝试对容易混淆的概念做个梳理，供大家参考。先上一张总图，后面细聊：

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第一条线：中移动4G/5G承载

从3G承载开始，中国移动创新性的提出了基于MPLS-TP技术的PTN系列技术规范，并规模商用。并持续演进，直到5G承载网。

创新是孤独的，使得中移动与其他运营商技术上分道扬镳，越走越远。

PTN：Packet Transport networks。中文称谓：分组传送网。

2007年，中移动提出PTN承载方案，并在2009年开始大规模采购部署，承载了移动的3G、4G业务。中移动也引领了PTN全系列国内标准制定。

后来，在政府的大力支持下，中国移动和华为等国内公司联合在ITU-T SG15推动PTN系列标准的国际化。

但是，电信、联通均没有跟随PTN标准，PTN技术渐渐成了中移动一家在用的技术，好在移动体量大，足够撑起一条产业链。

2016年左右，随着SDN概念的兴起，PTN网络也逐步引入了SDN，此时出现了一个SDN化PTN网络的概念：SPTN。

SPTN：software define PTN。只是，此时已经是4G网络建设的中后期，PTN网络的建设已基本完成。

SPTN只是在PTN网络的改造中作为概念使用了一下，并未形成规模。因为很快，业界把视野转向了5G承载。

2018年，移动研究院李晗发表了论文《面向5G的传送网新架构及关键技术》，首次提出了面向5G承载的SPN技术体系架构。

SPN：Slicing Packet Network。这里的S，变成了切片的意思。

与PTN技术类似，SPN技术也是中国移动独家创新技术体系。经过2019年的集中测试、试点，SPN技术走向成熟。

2020年，中国移动规模采购部署了SPN网络，承载5G业务。迄今，已采购100多亿元SPN设备。

同样，联通、电信均未跟随SPN技术。

PTN时代，中国移动已经积累了国际标准的经验。所以，在SPN技术国内标准制定阶段，同时就启动了国际标准的立项。

2018年10月，中国移动提出的SPN技术正式通过ITU-T SG15标准G.mtn立项。

MTN：Metro Transport Network。这就比较清晰了，MTN可以简单理解为SPN的国际标准名称，只是后来逐步扩展了MTN的范围，成为了一系列标准规范。

MTN，就是SPN的常凯申。

S、N这两个字母使用的特别多，大家注意区分，后面还有很多。

第二条线：电信4/5G承载网


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