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5G对物联网基础设施的影响

物联网 1年前
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下图是5G产业链图,分为终端层、网络层、5G计算处理和数据分析层和应用层,是嵌入到整个物联网整体架构中的。

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5G网络架构包括了中心级、汇聚级、区域级和接入级四个层次。中心级是以控制、管理和调度职能为核心,例如虚拟化功能编排、广域数据中心互连和BOSS系统等,可按需部署于全国节点,实现网络总体的监控和维护。汇聚级主要包括控制面网络功能,例如移动性管理、会话管理、用户数据和策略等。可按需部署于省分一级网络。区域级主要功能包括数据面网关功能,重点承载业务数据流,可部署于地市一级。移动边缘计算功能、业务链功能和部分控制面网络功能 也可以下沉到这一级。接入级包含无线接入网的CU和DU功能,CU可部署在回传网络的接入层或者汇聚层;DU 部署在用户近端。CU和DU间通过增强的低时延传输网络实现多点协作化功能,支持分离或一体 化站点的灵活组网。 借助于模块化的功能设计和高效的NFV/ SDN平台,在5G组网实现中,上述组网功能元素部署位置无需与实际地理位置严格绑定,而是可以根据每个运营商的网络规划、业务需求、流量优化、用户体验和传输成本等因素综合考虑,对 不同层级的功能加以灵活整合,实现多数据中心和跨地理区域的功能部署。

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由于5G很多频段属于高频区域,传输损耗大,传输距离近,所以为了达到覆盖率,必须建立一系列复杂的组网形式,包括宏基站+微基站+皮基站+飞基站的模式,这个对运营商成本来说是巨大的考验。预计2019全年5G基站建设数为8-10万站,以一线城市和发达省份为主。移动获得2515-2675MHz/4800MHz-4900MHz的260MHz带宽;联通获得3500-3600MHz的100MHz带宽;电信获得3400-3500MHz的100MHz带宽。5G时代将新增海量小基站需求,预计宏基站数约450万台,小基站数约450万台,较4G时代扩大4.5倍。

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对5G基站侧来说,相比4G基站,整个架构有较大变化。5G时代,集中/分布单元(CU/DU)架构将成为可能,即把BBU被拆分为集中式单元(CU)和分布式单元(DU)两级架构,RRU与大规模天线集成为有源天线AAU,原BBU部分物理层功能放到AAU中,导致5G基站内部结构改变。

运营商为降低建设和运营维护的成本,会推动通用网络设备。SDN/NFV (软件定义网络和网络功能虚拟化)通过网络功能软件化,实现在工业标准、池化部署的通用服务器、交换机和存储设备上部署不同类型网络设备,并根据需要在多种网络位置按需运行。网络价值占比最大的无线接入网,运营商正在推进虚拟无线接入网(VRAN),最终演进到O-RAN(开放式RAN)时代。如除射频相关部分外,基本实现白盒化、通用化方式。

从终端侧来说,各家主要的网络通信芯片厂商已经纷纷推出5G基带芯片。高通推出了骁龙X50,华为巴龙5G01,英特尔XMM 816,联发科Helio M70和紫光展锐Orca。但目前尚未推出集成5G基带的AP芯片,意味着5G在手机等移动终端上的应用尚需时日,据传高通将在明年推出集成芯片骁龙865。

网络和终端创新推动射频前端需求和价值提升。根据IHS报告数据,过去7年手机射频前端市场已从2010年的43亿美元增长到2017年的134亿美元。随着5G的应用,预计到2023年增长到352亿美元,未来6年的复合增长率达14%。射频前端复杂度持续提升,推动前端设计的集成化设计,以及工艺改进。如手机等领域LCP/MPI将替代传统PI软板/模组,PA、LNA和开关转向SOI工艺等。

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5G时代,连接设备数量会海量增加,网络边缘侧会产生庞大的数据。如果把所有数据都传到云端是很不经济的,边缘计算有助于对数据实时性、智能性、安全性和隐私性的需求。所以边缘计算是整个5G网络的重要组成部分。

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本文标题:5G对物联网基础设施的影响

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