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摘 要：随着第一代5G技术标准的冻结，5G全面商用的步伐越来越近。从最初的1G、2G、3G时代，到如今的4G，以及即将到来的5G时代，从纯语音业务到数据、视频、物联网业务的多元化发展。随着4G已经无法满足现有的市场发展，5G技术的发展成为必然。在5G技术的实现中，基础通信设施架构的建设是重中之中。运营商以性能和成本两大出发点，小到零部件的优化，大到总体设施的建设，都直接或间接推动了通信技术的发展。
关键词：基站;接入网;成本;网络架构
一、5G技术
较之前几代通信技术，5G技术拥有10Gbps的峰值速率，1Gbps的稳定速率，毫秒级的时延，百万级/KM2链接密度等几个显著的优点。根据3GPP R15版本的定义，5G NR包括两大频谱范围：
FR1=450MHZ-6000MHZ，FR2=24250MHZ-52600MHZ。
其中FR2就是让5G技术声明大噪的毫米波，也是5G技术超高传输速率的原因。众所周知，频率越高，波长越短，越趋近于直线传播，绕射能力越差，在介质中的损耗就越大，将其应用到移动通信中，其传输距离大幅度缩短，覆盖能力大幅度减弱。那么第一个问题就来了，相比于基站数量，5G将远远超过4G，这就意味着运营商将会投入巨额的资金进行基站的建设。
通信的本质无非是编码和解码，调制和解调。东西永远是这些东西，无非是位置搬来搬去[7]。
为了省钱并兼顾性能，在通信网络架构的演进中，运营商将架构的许多部分都进行了搬移。在1G和2G时代，BBU（基带处理单元），RRU（射频拉远单元）和供电单元是打包塞在一个柜子里。
3G时代，将RRU和BBU拆开，RRU搬到天线附近，这样我们的RAN（接入网）就变成了D-RAN（集中式接入网）。这样做大大缩短了RRU和天线之间的馈线的长度，可以减少信号的损耗。
到了4G，中国移动提出了D-RAN转变为C-RAN（分布式接入网），具体措施就是RRU拉远，将BBU关在中心机房，BBU功能下沉。试想采用C-RAN后，在一个区域内不再是每个基站都配备一个中心机房，一个区域仅仅只需要一个或者几个集中放置BBU的中心机房，极大减少了基站机房数量，减少配套设备。据统计，移动通信网络中基站的能耗占比约72%，其中空调的能耗占比约为46%，所以这样一顿搬移后，运营商不仅减少了大量租地修建机房的费用，还节省了电费和维护费用。
在5G网络中，RAN不再是BBU、RRU和天线这些东西组成了。BBU的部分物理层、天线和RRU搬移到一起变成了AAU（有源天线单元）;BBU的非实时部分变成了CU（集中单元），负责处理非实时协议和服务;剩余的BBU就变成了DU（分布单元），负责处理物理层协议和实时服务[3]。还有一个调整就是EPC（核心网）下沉。
NSA（非独立组网）和SA（独立组网）的选择更是“成本和性能推动5G发展”这一话题的极致展现。通常意义上讲，进入5G时代后，我们的网络架构笼统概括应该就是5G核心网+5G基站，但是同时新建基站和核心网，并不是所有运营商能够承受的。3GPP组织为方便各个运营商结合自身实力和对于成本的考量，设计了2个独立组网方式，8个非独立组网方式。
二、“富豪”运营商
对于不差钱的运营商，肯定想拥有纯正的，完美的5G网络，给用户提供最好的体验。那么他们的选择肯定就是5G基站和5G核心网全部新建，他们的独立组网方式就是：5G基站+5G核心网。
三、“土豪”运营商
这类运营商就是有点小钱但还达不到为所欲为，就在完美体验的基础上牺牲一点性能。那就5G核心网全部新建，基站就在4G基站的基础上进行改进，他们的独立组网方式就是：增强型4G基站+5G核心网。
四、“小资”运营商
既没有雄厚的财力支撑，也没有大企业的面子问题，这些运营商能把一个硬币掰成两瓣用。新建核心网又复杂又不挣钱，那就不搞5G核心网，就用4G核心网，先把5G基站建起来。但是4G核心网没办法连到5G核心网上，所以可以通过4G基站接到4G核心网。又因为传统的4G基站无法拖动5G基站，所以对其进行改造，变成增强型。他们的非独立组网方式就是：5G基站+增强型4G基站+4G核心网。
五、“平民”运营商
作为小型的运营商，又受困于资金问题，只能选择5G技术入门的最低配置，为得是快速进入市场，抢夺市场。连改造4G基站的钱都没有，只能另想他法。最后采用的方法就是：5G基站的用户面（用户的数据）连接4G核心网，控制面（管理和调度的命令）继续走4G基站，然后4G基站直连4G核心网。他们的非独立组网方式就是：5G基站+4G基站+4G核心网。
六、结束语
总之，5G就是一种赋能。它将极大地提升用户体验，为解决社会发展问题提供更好的方案，充分实现物与物，人与人的联系。成本与性能的权衡将会在一定程度上决定5G会被赋予多大的能量。
参考文献：
[1]刘亚. 多运营商共享5G网络技术方案研究与难点分析[J]. 光通信研究，2019，（04）：19-24.
[2]马洪源，肖子玉，卜忠贵，赵远. 面向5G的核心网演进探讨[J]. 电信科学，，：1-14.
[3]何晓明，岳萍，卢泉，尹远阳. 面向5G承载的IP RAN网络演进及关键技术[J]. 电信科学，，：1-16.
[4]刘光毅，王启星，刘建军，王飞，郑毅. 3.5GHz 5G新空口基站设计与外场实验研究[J]. 通信学报，2019，40（02）：24-30.
[5]孙韶辉，高秋彬，杜滢，刘晓峰，艾明. 第5代移动通信系統的设计与标准化进展[J]. 北京邮电大学学报，2018，41（05）：26-43.
[6]许方敏，仇超，赵成林. 业务需求推动下的5G若干关键技术探讨[J]. 电子技术应用，2016，42（07）：5-7.
[7]雷秋燕，张治中，程方，胡昊南. 基于C-RAN的5G无线接入网架构[J]. 电信科学，2015，31（01）：112-121.
关键词：基站;接入网;成本;网络架构
一、5G技术
较之前几代通信技术，5G技术拥有10Gbps的峰值速率，1Gbps的稳定速率，毫秒级的时延，百万级/KM2链接密度等几个显著的优点。根据3GPP R15版本的定义，5G NR包括两大频谱范围：
FR1=450MHZ-6000MHZ，FR2=24250MHZ-52600MHZ。
其中FR2就是让5G技术声明大噪的毫米波，也是5G技术超高传输速率的原因。众所周知，频率越高，波长越短，越趋近于直线传播，绕射能力越差，在介质中的损耗就越大，将其应用到移动通信中，其传输距离大幅度缩短，覆盖能力大幅度减弱。那么第一个问题就来了，相比于基站数量，5G将远远超过4G，这就意味着运营商将会投入巨额的资金进行基站的建设。
通信的本质无非是编码和解码，调制和解调。东西永远是这些东西，无非是位置搬来搬去[7]。
为了省钱并兼顾性能，在通信网络架构的演进中，运营商将架构的许多部分都进行了搬移。在1G和2G时代，BBU（基带处理单元），RRU（射频拉远单元）和供电单元是打包塞在一个柜子里。
3G时代，将RRU和BBU拆开，RRU搬到天线附近，这样我们的RAN（接入网）就变成了D-RAN（集中式接入网）。这样做大大缩短了RRU和天线之间的馈线的长度，可以减少信号的损耗。
到了4G，中国移动提出了D-RAN转变为C-RAN（分布式接入网），具体措施就是RRU拉远，将BBU关在中心机房，BBU功能下沉。试想采用C-RAN后，在一个区域内不再是每个基站都配备一个中心机房，一个区域仅仅只需要一个或者几个集中放置BBU的中心机房，极大减少了基站机房数量，减少配套设备。据统计，移动通信网络中基站的能耗占比约72%，其中空调的能耗占比约为46%，所以这样一顿搬移后，运营商不仅减少了大量租地修建机房的费用，还节省了电费和维护费用。
在5G网络中，RAN不再是BBU、RRU和天线这些东西组成了。BBU的部分物理层、天线和RRU搬移到一起变成了AAU（有源天线单元）;BBU的非实时部分变成了CU（集中单元），负责处理非实时协议和服务;剩余的BBU就变成了DU（分布单元），负责处理物理层协议和实时服务[3]。还有一个调整就是EPC（核心网）下沉。
NSA（非独立组网）和SA（独立组网）的选择更是“成本和性能推动5G发展”这一话题的极致展现。通常意义上讲，进入5G时代后，我们的网络架构笼统概括应该就是5G核心网+5G基站，但是同时新建基站和核心网，并不是所有运营商能够承受的。3GPP组织为方便各个运营商结合自身实力和对于成本的考量，设计了2个独立组网方式，8个非独立组网方式。
二、“富豪”运营商
对于不差钱的运营商，肯定想拥有纯正的，完美的5G网络，给用户提供最好的体验。那么他们的选择肯定就是5G基站和5G核心网全部新建，他们的独立组网方式就是：5G基站+5G核心网。
三、“土豪”运营商
这类运营商就是有点小钱但还达不到为所欲为，就在完美体验的基础上牺牲一点性能。那就5G核心网全部新建，基站就在4G基站的基础上进行改进，他们的独立组网方式就是：增强型4G基站+5G核心网。
四、“小资”运营商
既没有雄厚的财力支撑，也没有大企业的面子问题，这些运营商能把一个硬币掰成两瓣用。新建核心网又复杂又不挣钱，那就不搞5G核心网，就用4G核心网，先把5G基站建起来。但是4G核心网没办法连到5G核心网上，所以可以通过4G基站接到4G核心网。又因为传统的4G基站无法拖动5G基站，所以对其进行改造，变成增强型。他们的非独立组网方式就是：5G基站+增强型4G基站+4G核心网。
五、“平民”运营商
作为小型的运营商，又受困于资金问题，只能选择5G技术入门的最低配置，为得是快速进入市场，抢夺市场。连改造4G基站的钱都没有，只能另想他法。最后采用的方法就是：5G基站的用户面（用户的数据）连接4G核心网，控制面（管理和调度的命令）继续走4G基站，然后4G基站直连4G核心网。他们的非独立组网方式就是：5G基站+4G基站+4G核心网。
六、结束语
总之，5G就是一种赋能。它将极大地提升用户体验，为解决社会发展问题提供更好的方案，充分实现物与物，人与人的联系。成本与性能的权衡将会在一定程度上决定5G会被赋予多大的能量。
参考文献：
[1]刘亚. 多运营商共享5G网络技术方案研究与难点分析[J]. 光通信研究，2019，（04）：19-24.
[2]马洪源，肖子玉，卜忠贵，赵远. 面向5G的核心网演进探讨[J]. 电信科学，，：1-14.
[3]何晓明，岳萍，卢泉，尹远阳. 面向5G承载的IP RAN网络演进及关键技术[J]. 电信科学，，：1-16.
[4]刘光毅，王启星，刘建军，王飞，郑毅. 3.5GHz 5G新空口基站设计与外场实验研究[J]. 通信学报，2019，40（02）：24-30.
[5]孙韶辉，高秋彬，杜滢，刘晓峰，艾明. 第5代移动通信系統的设计与标准化进展[J]. 北京邮电大学学报，2018，41（05）：26-43.
[6]许方敏，仇超，赵成林. 业务需求推动下的5G若干关键技术探讨[J]. 电子技术应用，2016，42（07）：5-7.
[7]雷秋燕，张治中，程方，胡昊南. 基于C-RAN的5G无线接入网架构[J]. 电信科学，2015，31（01）：112-121.