室外鐵塔掛著的4G基站和5G基站怎么分辨？

自打5G建設帶來對光模塊，光纖的成倍需求，光通信人走到外面都對5G的基站開始感興趣，感謝這些東西給我們行業帶來好生意。那么，該怎么分辨5G基站和以前的4G基站呢？

                                        你能分辨出這些機制哪些是4G哪些是5G嗎？

從4G到5G，基站架構上最大的變化是，4G是BBU（基帶單元）放在基站機房，通過光纖和RRU（射頻拉遠單元）連接（也就是所謂的前傳），RRU靠近天線，通過饋線相連。5G的結構不再是BBU和RRU，其中原來BBU的功能分為CU（中央單元）和DU（分布單元），他們還是放在基站機房，再通過光纖與AAU（有源天線單元）直接連接（5G前傳）。5G里面的AAU相當于4G里面的RRU和無源天線。

做無線通信那幫人大多是無線電工程的背景，喜歡弄出很多協議，很多概念，所以相比光通信，無線通信看起來復雜得多。其實說到底，頻譜，功率這些基本的物理概念才是根本。最初的移動通信都是一體化基站，通過電纜饋線將機房的基站射頻設備和鐵塔上天線連接起來，但是這樣做電纜的損耗很大，連帶基站本身的功耗很大，散熱成了大難題。4G時代，引入MIMO（多入多出）的概念，基站設備的發射端口是原來的4倍甚至8倍，連接到塔頂天線需要的電纜饋線也跟著成本增加。再按傳統的思路將低功耗的數字化的基帶設備和高功耗的模擬射頻設備放在一起，就不方便，于是有了4G里面BBU和RRU的分離，光纖通信第一次在移動通信里扮演不可或缺的重要角色，承擔將BBU和RRU連接起來的任務。

為什么到了5G時代會出現將RRU和無源天線結合到一起的AAU的概念呢？這是因為移動通信里繼續提高帶寬能力根本上依靠頻寬復用，空間復用等技術。在4G時代MIMO（4發4收，或者8發8收）的基礎上，5G演化出Massive MIMO（大規模MIMO，可以是64發64收）的概念，也就是要更多的RRU和更多的天線。由于鐵塔公司通常是按掛在鐵塔上的設備個數來收費，運營商于是為了省錢，就把多個RRU和多個天線（192個天線單元）集中到一起，于是有了AAU。AAU的概念就像光通信里面的CPO,將交換芯片（天線）和光器件（RRU）盡可能靠在一起，這種類比今后會不會有更多的演變，我們不妨拭目以待。

                        5G基站里的天線陣列
回到最開始的問題，怎么分部4G和5G的基站？從直觀上看，4G是無源天線+RRU結果，天線通常比較大；5G是單一的AAU結構，通常比較小。但這并不是絕對的。

首先，4G時代其實也開始有AAU。一種是那種將RRU放在天線后面的初級松耦合式AAU，另一種是專為特別場景用的只支持一到兩個頻段2T2R的小型4G AAU，也比較小。而5G的700MHz應用中，天線是獨立的，于是出現了把高頻AAU和低頻天線拼接起來的辦法，這種方案就叫做A+P。A代表有源模塊，就是其內部需要供電的高頻AAU；P代表無源模塊，就是包在里面的低頻天線。

                   面向特殊場景的4G AAU

               700MHz下的5G A+P模式

最后提一下，5G的基站AAU看起來比較小，這是和5G所使用的頻段直接相關的。在天線理論中，天線長度約在波長的十分之一到四分之一之間。如果5G使用28GHz的頻段，其對應波長只有10.7mm。所以一般采用高頻頻段的5G基站AAU都比4G基站天線小，當然700MHz例外。

資料來源
1 https://cloud.tencent.com/developer/news/611016
2 https://zhuanlan.zhihu.com/p/142194185
3 https://zhuanlan.zhihu.com/p/143817241