5G架構(gòu)相比4G哪里不同?

從表征來看，5G就是低時(shí)延、高帶寬及大量設(shè)備通信。在基建架構(gòu)層面，5G網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)和無線接入部分都發(fā)生了變化。

核心網(wǎng)部分，主要是各類大數(shù)據(jù)量的應(yīng)用，對(duì)核心網(wǎng)的處理能力提出更高的要求。

這部分最大的變化就是4G的S-GW/P-GW網(wǎng)元在5G時(shí)代剝離出了控制面（CP）和用戶面（UP），而用戶面功能實(shí)際還下放到了接入側(cè)（下圖中的MEC）處理。

無線接入側(cè)的變化就相對(duì)很大了。上圖有兩個(gè)基本概念，BBU（上圖中的DU）和RRU（上圖中的RU，有時(shí)也叫RRH）。

BBU就是基帶單元（baseband unit），一般生成與處理數(shù)字基頻RF信號(hào)；RRU則為射頻拉遠(yuǎn)單元（remote radio unit）。

3G時(shí)代BBU和RRU實(shí)現(xiàn)了設(shè)備分離；不過如上圖所示，3G、4G時(shí)期盛行的D-RAN（分布式無線接入網(wǎng)），BBU和RRU還是放在同一個(gè)機(jī)柜中的。

5G對(duì)基站數(shù)量的要求驟然變多，畢竟eMMB需要使用更高的頻率。傳統(tǒng)的這種D-RAN架構(gòu)，每個(gè)蜂窩基站（cell site）都要求專門的BBU和RRU，另外還需要配套的電力、制冷、路由功能供應(yīng)。

如果按照這種架構(gòu)去大規(guī)模增加基站數(shù)量，那么基建費(fèi)用和運(yùn)營成本就會(huì)激增。所以不少無線技術(shù)和架構(gòu)都涌現(xiàn)了，這其中包括了MIMO、CoMP、載波聚合、vRAN，還有現(xiàn)如今的C-RAN架構(gòu)（云RAN或中心化RAN）。

C-RAN的主體就是把BBU做了集中處理，移到了中心位置形成BBU池，和RRU徹底實(shí)現(xiàn)分離。

BBU池能夠共享物理基礎(chǔ)設(shè)施，包括路由器這樣的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，當(dāng)然還有空間、電力、制冷系統(tǒng)等。這是降低成本一種很好的方案，而且提升了架構(gòu)的彈性。

另外C-RAN也算是可持續(xù)綠色能源的一種方案，在一個(gè)BBU池中采用可再生能源總是好過分開的大量基站設(shè)備的。

MWC展會(huì)上的長飛光纖5G前傳光模塊

這個(gè)時(shí)候，RRU就安裝在千米、萬米以外的遠(yuǎn)程蜂窩基站上。那么BBU到RRU之間的部分就需要有傳輸網(wǎng)絡(luò)了，這個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)即是運(yùn)營商常說的“前傳（fronthaul）”。

而且前傳也實(shí)質(zhì)上成為5G發(fā)展的一個(gè)重要焦點(diǎn)。我們也在MWC 2019上海展會(huì)上看到了不少前傳光纖和光模塊展示。

除了C-RAN架構(gòu)將BBU做了中心化處理，遠(yuǎn)端的RRU和外部天線也發(fā)生了變化。在5G網(wǎng)絡(luò)中，RRU形成了新的AAU（架構(gòu)圖中的AU，有源天線單元）。

這其中涉及到AAS有源天線系統(tǒng)，其特點(diǎn)就是集成了有源射頻電子元件與無源天線陣列，而不再是單獨(dú)的天線。

AAS系統(tǒng)的主要作用有兩個(gè)，其一是有源天線可將信號(hào)專注到一個(gè)特定的方向，這樣一來從基站抵達(dá)特定設(shè)備的信號(hào)也就更強(qiáng)，這就是Beamforming波束成形技術(shù)。第二，這里的天線陣列就是MIMO天線，通過多個(gè)無線信道同時(shí)服務(wù)多用戶，實(shí)現(xiàn)MU-MIMO。