2G 到 4G 的演化
（图片来自网络）
2G 网络只能打电话发短信
2.5G 网络添加了低速数据网络（比如 GPRS，数据和语言走同一个接入网）
3G 进一步添加了高速数据网络（3G 数据有独立接入网，RNC、NodeB 对应 BSC、BTS）
顺便提一下，定义 3G 的时候一开始把各节点，从 UE 开始，依次叫 NodeA，NodeB，NodeC，后来其他节点的名字都换了，只有 NodeB 据说因为没其他合适的名字就沿用下来
4G 的数据网络速度更快（同样是独立接入网，只需 eNodeB），并且除了走数据也可以走语音
可以看到 2G 到 4G 架构都差不多，主要是换个更强的模块，然后起个新名字，而到了 5G，变化就比较大了
分布式的虚拟基站
基站主要由 BBU（主要负责信号调制）、RRU（主要负责射频处理）、馈线（连接 RRU 和天线）、天线（主要负责无线信号的转换，部署在室外的塔上）组成
顺便提一下，由于低频段不容易实现高带宽，而高频段覆盖范围小，所以单个基站的覆盖范围越来越小
并且每个基站都需要机房存放
在 4G 到 5G 发展的过程中，出现了分布式的虚拟基站，就是把 BBU 和 RRU 分开了，并且 RRU 挪到外面和天线放一起，再把原来分散的 BBU 等模块集中起来放到一个中心机房（CO，Central Office）里，如下图
这样有几个好处：
1）RRU 和天线比较小，脱离了 BBU 后可以放在离客户近的地方，部署灵活，减少损耗，减少电费；
2）RRU 和天线距离变小同样可以减少损耗；
3）BBU 集中管理后只需要一个机房就可以管理很多个 RRU 和天线，减少了部署的成本，减少了运维成本，减少了电费（电费其实是支出的大头）；
4）分散的 BBU 变成 BBU 基带池之后，更强大了，可以统一管理和调度，资源调配更加灵活，BBU 之间的协作变得更容易；
5）传统意义的基站不见了，变成一个机房管着一堆天线，这就是分布式基站、虚拟基站；
功能拆分、核心网下沉、边缘云、网络切片
5G 接入网又有很大的变化，不再是由 BBU、RRU、天线，而是被重构为以下 3 个功能实体：
CU（Centralized Unit，集中单元）：BBU 的非实时部分
DU（Distribute Unit，分布单元）：BBU 的物理层协议和实时服务
AAU（Active Antenna Unit，有源天线单元）：BBU 的部分物理层功能 + RRU + 天线
4G 核心网的 EPC（Evolved Packet Core）则被拆分为 New Core 和 MEC（Mobile Edge Computing 移动边缘计算）
这样可以把 MEC 移动到和 CU 一起，提供边缘云服务，也就是核心网的部分计算功能下沉到基站附近
之所以要做拆分、核心网功能下沉，最主要的原因，是应对 5G 的各种需求
国际电信联盟 ITU 为 5G 定义了三大应用场景：
eMBB（Enhance Mobile Broadband 增强型移动宽带)：1Gbps
mMTC（Massive Machine Type Communication 海量机器通信）：目标 100万接入/平方公里
uRLLC（Ultra Reliable & Low Latency Communication 超可靠低时延）：1ms（实际 10ms，4G > 100 ms）
2G 到 4G 的演进，都是针对人的使用，主要目的都是让人使用的手机电脑等能够以更快的速度下载数据，只有这一个需求，所以只要一个相同的网络结构就可以
而 5G 的这几种需求对网络的要求各不相同，甚至是截然相反
eMBB 延续之前的需求，能够更快的传输更大量的数据（高清视频、VR/AR 等等）
mMTC 则是为了物的连接，就是我们常说的物联网 IoT，物联网首先从量来讲比人要大很多，想象一下把家里的电器（智能家居），路灯（智慧城市），等等，所有东西都直接连上网，传统的网络支持不了这么大的量，另外，大多数物联网，主要是上传数据，比下行的数据要大许多，并且需要传输的数据量很小，对时延要求可能也不高，比如智能电表，每天把电量使用情况上传，就是数据量小时延要求低也不需要多少下行命令，这种要求和连接人的网络完全相反
uRLLC 又是另一种场景，比如工业自动化、比如车联网的 V2X，自动驾驶等，对实时性要求非常高，不仅需要时刻传输数据，还要求数据能迅速计算后立刻传回来，在传统网络里，数据需要穿过整个网络到后台服务器计算后再传回来，时延完全不满足要求，在工业自动化会影响生产能力，在车联网会影响驾驶安全，而 5G 的边缘云计算就可以解决这个问题，数据接入后立刻计算出结果然后返回
所以为了满足不同需求，就需要拆分细化网络模块，这样可以采用灵活的部署方式，可以把网络切分成不同的逻辑网络，满足不同的需求
在 5G 里面，这就叫网络切片
NFV、SBA
说白了就是虚拟化和微服务化
原来都是在专用硬件上跑专用软件，现在直接使用 x86 服务器，搭建自己的虚拟云平台，在上面运行不同的软件程序，实现不同的网元功能，比如实现 BBU，实现核心网网元，这样硬件和软件就分开了，设备作为什么网元，就取决于上面运行的什么程序
这就是 NFV（Network Function Virtualization 网元功能虚拟化）
以前是一台专用设备，跑一套专用软件，虚拟化后，软件可以进一步拆分，把一个大的通过程序，拆分多个小的可以灵活部署的程序，其实就是微服务化
核心网微服务化后叫做 SBA 架构（Service Based Architecture，基于服务的架构）
红色虚线内为5G核心网
NEF：网络开放功能
NRF：网络注册功能
PCF：策略控制功能
UDM：统一数据管理
AF：应用功能
AUSF：认证服务功能
AMF：接入和移动管理功能
SMF：会话管理功能
UPF：用户平面功能
这样就可以按照不同的网络需求，灵活组建不同的网元切片
拆分和软件化目的都是为了灵活性
SDN
NFV 是实现了软硬件的解耦，那么 SDN（Software Defined Networking 软件定义网络） 实现的就是控制面和数据面的解耦，传统网络中，各个转发节点（例如路由器、交换机）都是独立工作的，内部管理命令和接口也是厂商私有的，不对外开放，SDN 就是组件一个独立的控制面，对网络的拓扑、连接、配置，做统一的管理、更新
NEF、SCEF
NEF（Network Exposure Function 网络开放功能）或者叫 SCEF（Service Capibility Exposure Function 服务能力开放功能，这个名字不仅用于通信领域）
以前的业务和系统是紧耦合的，一旦部署，那么业务就难以更改
现在通过对外开放接口，将系统的部分服务功能、配置功能，开放给应用，使得应用程序可以灵活地实现各种业务
比如，可以灵活地、实时地、按需修改 QoS
NB-IoT
Narrow Band Internet of Things，窄带物联网，对应 5G 的 mMTC 场景，已经被接纳为 5G 标准之一
主要特点是
1）低速率，允许一定延迟
2）数据以上行为主
3）低功耗、低成本
4）覆盖范围大，接入量大
5）对移动性要求低