5G承载网技术及部署题库习题试卷及答案

第一章课后习题1．选择题（1）在5G移动通信系统网络架构中，无线接入网的设备是（C）。A．BTSB．BSCC．gNodeBD．eNodeB（2）【多选】从物理层次划分，5G承载网被分为（ABD）。A．前传网B．中传网C．后传网D．回传网（3）【多选】为了满足低时延业务需要，核心网的部分网络需要下沉到（CD）类数据中心中。A．核心DCB．中心DCC．区域DCD．边缘DC（4）【多选】全球3G标准包含（ABC）。A．WCDMAB．CDMA2000C．TD-SCDMAD．WiMAX（5）4G使用（D）作为接入技术。A．FDMAB．CDMAC．TDMAD．OFDMA2．简答题（1）写出ITU定义的5G的八大能力目标。答：ITU定义了5G的八大能力目标，分别为峰值速率达到10Gbit/s、用户体验速率达到100Mbit/s、频谱效率是IMT-A的3倍、移动性达到500km/h、空中接口时延达到1ms、连接数密度达到106个设备/平方千米、网络功耗效率是IMT-A的100倍、区域流量能力达到10Mbit/s/m2。（2）概述5G的三大应用场景。答：5G的应用场景分为三大类：增强移动宽带eMBB、超高可靠低时延通信uRLLC、海量机器类通信mMTC，不同应用场景有着不同的关键能力要求。其中，峰值速率、空中接口时延、连接数密度是关键能力。eMBB场景下主要关注峰值速率和用户体验速率等，其中，5G的峰值速率是LTE的100倍，达到了10Gbit/s；uRLLC场景下主要关注空中接口时延和移动性，其中，5G的空中接口时延相对于LTE的50ms降低到了1ms；mMTC场景下主要关注连接数密度，5G的每平方千米连接数相对于LTE的104个提升到了106个。第二章课后习题1．选择题（1）3GPP为5G定义了三类应用场景，包含IMT-2020愿景的8个关键指标的提升，这8个关键指标不包括（D）。A．用户体验速率B．端到端时延C．峰值速率D．基础架构层（2）对于5G，3GPP为5G定义了三类应用场景，这三类应用场景不包括（C）。A．eMBBB．uRLLCC．MTCD．mMTC（3）未来5G的eMBB典型应用可以使一个无线基站提供10Gbit/s的带宽速率，以下应用中不属于eMBB典型应用的是（D）。A．AR教学B．VR游戏C．大型会议/赛事高清直播D．车辆自动驾驶2．问答题（1）列举说明eMBB这类业务包含哪些具体应用。答：eMBB作为移动通信最基本的方式，可满足移动性、连续性、高速率和高密度需求。例如，虚拟现实VR、增强现实AR、随时随地云存取、高速移动上网（高铁）等，这些都要求5G网络能够提供足够的带宽。具体应用例如VR/AR教学和游戏、大型会议/赛事高清直播、人工智能、无人机配送/巡航、平安城市监控等。（2）列举说明uRLLC这类业务包含哪些具体应用。答：uRLLC面向车联网、工业控制、智能制造、智能交通物流及垂直行业的特殊应用需求，为用户提供1ms的空中接口时延和接近100%业务可靠性保证。具体应用例如公交车自动驾驶、危险环境作业、车辆远程驾驶、远程控制智能机器人完成各项任务、远程医疗检测和手术等。（3）列举说明mMTC这类业务包含哪些具体应用。答：mMTC面向环境监测、智能抄表、智能农业等以传感和数据采集为目标的应用场景，具有小数据包、低功耗、低成本、海量连接的特点，要求支持106个设备/平方千米的密度。具体应用例如智能家居、智能电网、共享单车等各种与生活息息相关、与工作紧密联系的事物。（4）简述5G承载网的关键技术包含哪些。答：5G承载网的关键技术应用在5Ｇ承载网的解决方案中，为了满足5G三大应用场景的业务需求。主要的关键技术包括：1)5G承载网路由技术；2)5G承载网隧道技术；3)5G承载网VPN技术；4)5G承载网同步技术；5)5G承载网SDN技术；6)5G承载网切片技术；7)5G承载网可靠性技术；（5）举例介绍5G网络三大应用场景。答：5G三大应用场景包括eMBB、uRLLC、mMTC，这三类业务分别需要5G提供超大带宽、超低时延、超高可靠、超大连接的服务。VR/AR属于eMBB类应用，对于VR/AR的应用，读者首先想到的是娱乐领域，如游戏，以及韩国KT、英国BT、德国电信等运营商都已经或即将推出的针对体育赛事、演唱会等的VR直播业务，可增强用户的现场体验感；但除了娱乐领域之外，VR/AR在教育领域和医疗保健等商业领域也有着潜在的应用需求。以中国为例，目前在线教育已经比较成熟了，如果能进一步通过VR/AR的形式提升其互动性，则将对激发学生的学习兴趣、提升学习效率有极大的帮助。在车联网方面，以车辆编队应用为例，会存在车辆-车辆（V2V）和车辆-网络（V2N）两种通信场景。其中，V2V的通信主要包括车辆间距控制、车辆控制信息回传、视频信息传输、前车操作提醒和指示等；V2N的通信主要包括车辆操作记录、行驶线路记录、车辆故障记录、事故视频等资料回传到云端服务器。在车辆编队行驶过程中，编队的头车有司机，后面的跟随车都是通过网络自动跟行的，当跟随车与头车的车间距足够近时，跟随车的风阻会减少，可降低燃油量，据美国相关分析显示，每辆车每年可节省21000美元的成本。节省人力是车辆编队应用的另一个优势。在物联网方面，将在5G迎来更广泛的应用，例如，家庭中的电表、水表、天然气表都将利用5G的超强接入能力接入网络，每个月的电费、水费、天然气费可利用网络定时上报给电力公司、水利公司、燃气公司，相应的费用清单也会定时发送给用户，用户可以根据清单完成网上付费。节能、环保、高效的物联网，将使千万家庭和公司受益。第三章课后习题1．选择题（1）由于无线基站的分解和部署形态的变化，为了实现CU、DU和AAU这3个模块的可分可合，承载网被划分为3部分，这3部分不包括（C）。A．前传网B．中传网C．后传网D．回传网（2）【多选】5G业务对于承载网的关键需求包括（ABCD）。A．大带宽、低时延、灵活连接的基础网络需求B．网络切片需求C．敏捷运维D．各种场景下基站“最后一千米”的接入需求（3）【多选】5G承载网的解决方案面临的挑战有（ABCD）。A．降低建网成本B．实现一网多用C．提升运营效率D．提升连接灵活性2．问答题（1）列举说明承载网如何满足5G基站拆分的需求。答：相对于4G时代基站划分为BBU与射频拉远单元（RemoteRadioUnit，RRU）两个功能单元，5G无线基站功能将分解为CU、DU和AAU3个功能模块。其中，CU处理非实时性部分协议（如PDCP和RRC）；DU处理实时性业务、调度、寻呼、广播等；AAU放于室外或者拉远放置在楼顶天面的设备上，主要用于完成信号的中频处理、射频处理、双工等。由于无线基站的分解，无线接入网的部署形态也发生了相应的变化，CU、DU和AAU这3个模块可分可合，非常灵活。此外，由于无线接入网有不同的部署形态，承载网也被划分为前传网、中传网和回传网3部分。5G无线接入网可以划分为A、B、C、D4种部署形态。部署形态A与传统4G宏站一致，CU与DU共硬件部署，构成BBU；部署形态B是DU部署在4GBBU机房中，CU集中部署；部署形态C是DU集中部署，CU更高层次集中部署；部署形态D是CU与DU共站点集中部署。（2）列举说明承载网如何满足5G核心网拆分的需求。答：在5G阶段，随着网络功能虚拟化（NFV）的不断完善，核心网的组成将会简化为CP和UP两部分，且这两部分可以分离并且分布式部署。特别是UP，可以根据业务的需要下移部署，更靠近用户，从而提供更低的时延和更好的业务体验。CP用于处理信令，对时延等性能要求不高，一般仍然部署在较高的网络位置。核心网云化下移给承载网带来的最大变化是连接变化。5G核心网下移以后，单个基站存在发往不同核心网的流量，如自动驾驶业务在边缘的MEC处理，视频类等业务在本地数据中心处终结；由于内容备份、虚拟机迁移等需要，不同层级核心网之间也存在流量，导致整个网络的流量呈现Mesh化。同时，核心网的下移并不是一蹴而就的，而要根据实际的业务发展需求，综合考虑建网成本、用户体验等多个因素，连接存在不确定性。为了应对Mesh化的连接及连接的不确定性，承载网需要将三层网络下移，至少下移至移动边缘计算所在的位置，从而实现灵活的调度。（3）简述5G承载网的需求有哪些，并解释这些需求产生的原因。答：5G业务对于承载网的关键需求，可以归纳为以下4个方面。1)各种场景下基站“最后一千米”的接入需求。2)大带宽、低时延、灵活连接的基础网络需求。3)网络切片需求。4)敏捷运维需求。5G时代，除了基本的带宽、时延、连接的需求以外，如何通过SDN自动化简化业务布放，满足一张物理网络支撑海量的不同服务等级协议（SLA）的定制等需求也成为承载网需要关注的问题，具体包括以下3个方面。1)按需的连接。5G时代，无线、核心网云化之后，基站与核心网、核心网与核心网之间的连接将会变得更加复杂，且云化之后的无线设备、核心网设备能够以分钟级的效率快速部署，这必然要求与其配套的承载网连接也要以敏捷的方式，通过SDN提供分钟级的自动化连接。2)切片全生命周期自动管理。在5G网络中，业界提出了网络切片的概念。基于SLA的网络切片的自动生成，需要承载网根据SLA需求自动计算承载路径，分配网络资源；网络切片的生成、调整、删除全生命周期的管理，也对SDN的自动化提出了迫切需求。3)未来5G承载网将是4G/5G/企业到企业（B2B）业务的综合承载网。对于业务跨域部署，存在业务快速布放的需求。当前专线业务部署的痛点之一是业务部署的效率问题，目前专线业务的部署依赖人工规划和人工配置，尤其是在跨自治域和跨厂商场景下，跨自治域涉及运营商不同部门的管理协调，跨厂商涉及业务对接，导致专线业务部署的效率非常低。因此，如何通过SDN自动化提升业务的跨域布放也成为5G技术焦点之一。5G时代的eMBB/uRLLC/mMTC等业务对网络要求差异化巨大，网络需要端到端的切片技术来保障业务的差异化承载。对于不同类型的业务，存在不同的网络切片需求。5G时代，一个网络承载不同行业的业务，很多新的行业也需要通过网络切片来进行隔离，从而减少新的业务上线对整体网络的影响，降低试错成本。对承载网而言，网络切片在转发层需要实现不同切片流量的严格隔离，控制层需要实现不同路由协议、虚拟专用网协议等隔离，管理层面需要实现不同切片独立运维视图以及切片的灵活建立、调整、删除。4G时代，当网络部署一个全局业务策略时，需要端到端逐一配置每台设备。随着5G时代网络规模的扩大和新业务的引入，管理运维愈加复杂。传统网络控制平面和数据平面深度耦合，分布式网络控制机制使得任何一种新技术的引入都严重依赖现网设备，并需要多个设备同步更新，导致新技术的部署周期较长（通常需要3～5年），严重制约了网络的演进发展。承载网存在降低管理运维复杂度、实现敏捷运维的需求。需要通过云化技术实现网络优化、提高资源利用率、降低网络建设和运维成本，实现快速灵活适应互联网应用及催生新型网络业务的需求。5G移动承载网的架构，总体上将会从3G、4G阶段回传网为主的架构，逐步向前传、中传和回传的架构转变，分别对应到AAU、DU、CU、下一代核心（NGC）网的分段分层。由于分布式的CU和UP通常是共站布置的，这就造成了回传网部分的连接主要是控制信号的连接，以及高挂的UP（如mMTC业务对应的UP）的连接；但由于数据趋向中心化，承载网还承担了这些分布式数据中心的数据中心互连（DCI）的需求。（4）简述5G承载网的两种组网方案，并简单与4G承载网组网方案进行简单对比。答：4G承载网的解决方案是二层专线加三层专网的组网方案，即L2VPN+L3VPN，简写为L2+L3，配合使用MPLS技术。5G承载网的解决方案包括两种，一种是与4G非常相似的过渡方案，即由二层专线加三层专网组成的组网方案，即L2VPN+L3VPN，可以简写为L2+L3，配合使用分段路由技术。5G承载网的另一种解决方案是端到端的三层专网组成的组网方案，即L3VPN+L3VPN，简写为L3+L3，配合使用分段路