科技前沿丨什么是5G接入网与接入设备

随着5G技术的广泛部署，我们经常听到“接入网”、“基站”、“CPE”等术语。但究竟什么是5G接入网？它由哪些接入设备构成？这些设备又如何影响我们的网络体验？本文将为你一一解答。

一、5G网络的整体架构

在理解5G接入网之前，先回顾一下移动通信网络的基本组成。一个完整的移动网络通常分为三部分：

• 核心网：负责用户管理、计费、会话管理、数据路由等，是网络的“大脑”。
• 接入网：负责将用户设备（手机、电脑、物联网终端等）连接到核心网，是网络的“四肢”。
• 用户设备：如智能手机、智能汽车、工业模组等。

5G接入网（NG-RAN，Next Generation Radio Access Network）就是介于用户设备与5G核心网之间的无线部分。它主要承担无线信号的收发、无线资源的调度与管理，以及将用户数据转发至核心网的功能。

二、5G接入网的组成与关键设备

与4G相比，5G接入网的架构发生了显著变化。它不再由单一的基站构成，而是拆分为两个功能实体：gNB和ng-eNB，并引入了CU/DU分离架构。下面重点介绍常见的接入设备。

1. gNB（5G基站）

gNB是5G接入网的核心设备，负责为5G UE（用户设备）提供NR（新空口）用户面和控制面协议终止。gNB可以进一步拆分为：

• CU（中央单元）：处理非实时性协议，如RRC、SDAP、PDCP。CU可以集中部署，支持多个DU，便于资源协同和边缘计算。
• DU（分布式单元）：处理实时性协议，如RLC、MAC、PHY高层。DU靠近天线部署，以降低时延。

2. ng-eNB（增强型4G基站）

ng-eNB是演进型的4G基站，它连接到5G核心网，但采用LTE空口。它主要用于5G初期覆盖补充，以及支持不支持NR的终端接入5G核心网。

3. AAU/RRU（有源天线单元/射频拉远单元）

AAU是5G基站中天线与射频单元集成的设备，常见于Massive MIMO场景。它负责将基带信号转换为射频信号并发射，同时接收上行信号。RRU则用于将射频部分拉远至天线附近，减少馈线损耗。

4. 基站天线

5G天线通常为Massive MIMO天线阵列，包含数十甚至上百个天线振子，支持波束赋形，实现多用户MIMO，大幅提升频谱效率和覆盖。

5. 承载网设备

接入网设备之间，以及接入网与核心网之间，需要承载网传输数据。常见设备包括：

• 前传设备：如光纤直驱、无源WDM、有源WDM等，用于CU/DU与AAU之间的连接。
• 回传设备：如IP RAN、SPN、OTN等，用于DU/CU与核心网之间的连接。

6. 用户驻地设备与终端

• CPE（客户前置设备）：将5G信号转换为Wi-Fi或有线以太网，供家庭或企业使用。
• 5G模组：嵌入到各类终端中，如工业网关、摄像头、无人机等，使其具备5G通信能力。

三、5G接入网的关键技术

• Massive MIMO：大规模天线阵列，提升容量和覆盖。
• 波束赋形：将信号能量集中对准用户，减少干扰。
• CU/DU分离：灵活部署，支持网络切片和边缘计算。
• 网络切片：在同一物理网络上划分多个虚拟网络，满足不同业务需求。
• 边缘计算：将计算能力下沉至接入网侧，降低时延。

四、

5G接入网是连接用户与核心网的桥梁，其核心设备包括gNB、ng-eNB、AAU、RRU、天线以及承载网设备。通过CU/DU分离、Massive MIMO等新技术，5G接入网能够提供更高的速率、更低的时延和更大的连接数，为万物互联奠定基础。随着5G-Advanced和6G的演进，接入网设备还将持续创新，值得持续关注。