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5G架构变迁,给连接器带来了哪些应战?

admin 2019-10-01 192人围观 ,发现0个评论

“一般情况下,如果我们开车速度是60公5G架构变迁,给连接器带来了哪些应战?里/小时,刹车传输时延60毫秒,那么刹5G架构变迁,给连接器带来了哪些应战?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5G架构变迁,给连接器带来了哪些应战?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carrot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5G架构变迁,给连接器带来了哪些应战?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。5G架构变迁,给连接器带来了哪些应战?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-MIMO5G架构变迁,给连接器带来了哪些应战?。

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