5G架构变迁，给连接器带来了哪些挑战?

“一般情况下，如果我们开车速度是60公里/小时，刹车传输时延60毫秒，那么刹车制动距离就是1米。但5G提供了很低的延迟，自动驾驶把时延控制到1毫秒，制动距离就能缩短到大约17毫米——这才能满足应用环境需求。”TE Connectivity数据与终端设备事业部工程总监陈家辉在MWC会前的沟通会上这样说。

上述高可靠低时延通信，是5G的重要用例之一，5G能够将时延从以往的20-50ms缩短至1ms。MWC 2019上海展会上出现的包括远程医疗、智能制造、无人机等在内的各种5G使用场景都在此范围内。除此之外，5G应用的重要特性还包括了eMBB（增强的移动带宽），也就是高频速度快，比4G快100倍；以及mMTC（海量机器类通信），或者说大规模物联网，把终端密度提高到每平方千米100万的程度，也是当前水平的100倍。

对5G基建的各层级供应商来说，要做到如此程度的提升都面临不小的挑战。从TE Connectivity作为连接器制造商的角度来看，也能管中规豹地了解，这其中的难度究竟体现在哪些方面，以及从中更多地理解，5G基建相较4G的一些显著变化。

5G架构相比4G哪里不同？

从表征来看，5G就是低时延、高带宽及大量设备通信。在基建架构层面，5G网络的核心网和无线接入部分都发生了变化。核心网部分，主要是各类大数据量的应用，对核心网的处理能力提出更高的要求。这部分最大的变化就是4G的S-GW/P-GW网元在5G时代剥离出了控制面（CP）和用户面（UP），而用户面功能实际还下放到了接入侧（下图中的MEC）处理。

来源：Netmanias

无线接入侧的变化就相对很大了。上图有两个基本概念，BBU（上图中的DU）和RRU（上图中的RU，有时也叫RRH）。BBU就是基带单元（baseband unit），一般生成与处理数字基频RF信号；RRU则为射频拉远单元（remote radio unit）。3G时代BBU和RRU实现了设备分离；不过如上图所示，3G、4G时期盛行的D-RAN（分布式无线接入网），BBU和RRU还是放在同一个机柜中的。

5G对基站数量的要求骤然变多，毕竟eMMB需要使用更高的频率。传统的这种D-RAN架构，每个蜂窝基站（cell site）都要求专门的BBU和RRU，另外还需要配套的电力、制冷、路由功能供应。如果按照这种架构去大规模增加基站数量，那么基建费用和运营成本就会激增。所以不少无线技术和架构都涌现了，这其中包括了MIMO、CoMP、载波聚合、vRAN，还有现如今的C-RAN架构（云RAN或中心化RAN）。

C-RAN的主体就是把BBU做了集中处理，移到了中心位置形成BBU池，和RRU彻底实现分离。BBU池能够共享物理基础设施，包括路由器这样的网络设备，当然还有空间、电力、制冷系统等。这是降低成本一种很好的方案，而且提升了架构的弹性。另外C-RAN也算是可持续绿色能源的一种方案，在一个BBU池中采用可再生能源总是好过分开的大量基站设备的。

MWC展会上的长飞光纤5G前传光模块

这个时候，RRU就安装在千米、万米以外的远程蜂窝基站上。那么BBU到RRU之间的部分就需要有传输网络了，这个传输网络即是运营商常说的“前传（fronthaul）”。而且前传也实质上成为5G发展的一个重要焦点。我们也在MWC 2019上海展会上看到了不少前传光纤和光模块展示。

除了C-RAN架构将BBU做了中心化处理，远端的RRU和外部天线也发生了变化。在5G网络中，RRU形成了新的AAU（架构图中的AU，有源天线单元）。这其中涉及到AAS有源天线系统，其特点就是集成了有源射频电子元件与无源天线阵列，而不再是单独的天线。

AAS系统的主要作用有两个，其一是有源天线可将信号专注到一个特定的方向，这样一来从基站抵达特定设备的信号也就更强，这就是Beamforming波束成形技术。第二，这里的天线阵列就是MIMO天线，通过多个无线信道同时服务多用户，实现MU-MIMO。