不一样的5G，不一样的连接器！
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我们正在加速进入5G时代!全球移动供应商协会(GSA)公布的数据显示，到2020年9月全球投入商用的5G网络已经达到106张，仅在最近的一个月中就新增了14张。似乎今年的新冠疫情也没有让5G放缓其商用的步伐。根据GSA的分析，目前5G在全球人口中的渗透率已经达到了7%，预计到2025年，全球20%的设备都将接入5G网络。 不一样的定位 为什么大家会在5G身上投入如此大的热情和期望?这还得从5G的定位说起——如果说蜂窝无线通信技术从2G到4G，解决了人与人之间随时随地的互联，构架起了无线互联网世界，那么5G会将这种互联性扩展到更为广阔的物联网领域，使得5G成为未来万物互联世界的骨架。 在网络界有一个被奉为圭臬的迈特卡夫定律，它的大意是“网络的价值与网络使用者数量的平方成正比”。如果说5G之前的蜂窝无线技术，其价值成长空间会最终因世界人口总数的限制，遇到发展的天花板，那么当5G实现了万物互联，那么其使用者的数量——无论是人还是机器——至少将会提升一个数量级，并且随着应用的扩展还会持续攀升，这背后潜在的价值会超出人们的想象。 为了实现万物互联的愿景，5G正在被塑造成一个全能型的选手，在同一个网络架构中，它要满足三个典型的应用场景所需： 1、eMBB(增强型移动宽带) 得益于毫米波以及超大规模MIMO等技术，通常认为5G的峰值速率可达到1Gbps，是4G的10倍，这会让很多以前人们无法企及的应用(如高清视频无线传输)成为现实，支撑VR/AR这种需要大数据量传输的新兴应用也会游刃有余。 2、URLLC(高可靠和低延迟通信) 其可提供小于1ms的极低网络延时，以及系统冗余和更高的可靠性，这让5G可以渗透到自动驾驶、工业控制、远程医疗等对实时性要求苛刻的领域。 3、mMTC(大规模机器类型通信) 针对需要低功耗、低速率、远程连接的物联网应用，提供大规模的连接，借此5G可以覆盖智慧城市、智能电表、公共设施管理、可穿戴设备、智能家居等领域的广泛应用，市场想象空间巨大。 从这种几乎“无死角”的应用场景设定中，我们不难看出5G“一统无线江湖”的野心。换言之，谁能够把握住5G的机遇，也就可以搭上一班高速发展的顺风车。 不一样的架构 可以说，5G在定位时画了一个大圈，将想象力范围之内的无线连接场景都囊括在内了。5G这种“颠覆性”的定位，也就决定了其在架构规划和设计上也必须是“颠覆性”的，由此带来的挑战不言而喻。 我们所熟悉的4G/LTE网络的架构，可以简化为三个环节：网络边缘设备(比如手机和平板电脑等)、基站(负责连接边缘设备并将数据传输至局端交换机等设备进行处理)，以及局端的中央“云”(通信网络的数据中心)。但是这样的网络架构显然无法满足5G的需要。 相对来讲：5G的边缘设备更加多样化，不同设备的通信需求差异化大;需要单个基站连接的终端数量和数据吞吐量也显著增加;而且需要支持1ms以内的极低网络延迟;由于采用了毫米波，传输距离有限，因此要求部署更密集的蜂窝基站……这些变化使得5G的网络架构必须做出适应性的调整。 图1中给出了一个典型的5G网络架构，我们可以模拟数据从边缘端到云端的路径，了解这个架构如何工作。一个主动天线系统与多种多样的边缘节点保持连接并收集数据;这个天线系统与一个虚拟化的基站相连;而这个基站如何工作是由一个边缘数据中心(Edge Data Center)来驱动的。所有上述这些设备共同构成了一个基站系统，负责其覆盖范围内的IoT设备的通信连接，这样的基站广泛部署，遍布各处，并最终与网络的中心“云”相连，构成一个完整的5G网络。
图1：5G网络架构(图源：Amphenol ICC) 可以看出，5G的基站与上一代的网络迥然不同，特别是边缘数据中心的引入，让以前集中化的网络管理趋向于一种分布化的架构，可以通过边缘数据中心直接去收发和处理来自网络节点的数据并作出快速响应，而且可以通过网络功能虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN)等技术，让服务器去模拟网络网关工作，且根据实际应用的需要去定义带宽、延时等性能，给运营商带来极大的灵活性。 不一样的连接器 上述这些5G网络架构的变化，当然也会传导到上游的硬件身上，需要全新的硬件解决方案来适应这一变化。其中，连接器产品也不例外。 在一个硬件系统中，连接器通常并不占据最重要的“C位”，但作为传输数据和电源的互连部件，在确保系统工作的稳定性和可靠性方面，连接器至关重要，选型和应用的失误往往会埋下难于察觉的隐患。 按照上文的5G网络架构来梳理，连接器在5G上的应用场景主要集中在以下几个方面： 5G天线系统和测试板所需的同轴RF连接器。 室外天线和基带系统所需的信号和电源连接器，其作用是将安装于高处的天线与地面上的基站相连。 基站和边缘数据中心所需的高性能服务器和存储连接器，实现系统内部及其与外部的连接。 |
