小基站元器件的大玩家迎来高光时刻
自2019年6月5G商用牌照发布以来，中国5G建设已经取得举世瞩目的成就。中国工信部数据显示，截至2022年6月底，中国5G基站已部署185.4万个，5G用户数超过4.5亿，中国已建成全球规模最大的5G网络，已开通5G基站占全球5G基站总数的60%以上，登录5G网络的用户占全球5G登网用户的70%以上。
目前，中国5G网络已覆盖全国所有地级市、县城城区和90%以上的乡镇地区，广覆盖已经基本完成。接下来，5G建设重点将转移到补盲点与室内深度覆盖方面，今年以来，中国移动等运营商开展了多批次小基站集中采购，由此拉开5G小基站建设序幕。
图1：小基站市场规模及预测（亿美元）（图源：前瞻产业研究院）
本文我们将重点探讨5G小基站的定义、必要性、部署价值以及未来的发展趋势，并为大家推荐贸泽电子网站上在售的、可用于5G小基站方案设计的电子元器件。
5G小基站时代来临
小基站并不是5G时代的专属，早在4G时代就已有相关部署。不过，由于4G时代宏基站可以承载70％以上的流量，小基站的使用量不多。而在5G时代，因为技术与网络建设政策变化，小基站成为宏基站的必要补充，尤为需要强调的是在室内网络建设方面，小基站更具优势。目前，中国5G网络布局正在形成“宏基站为主、小基站补充”的局面。
根据3GPP（国际移动通信标准组织）规范，无线基站可以分为4类，分别是宏基站、微基站、皮基站和飞基站，业内普遍将除宏基站以外的微基站、皮基站和飞基站统称为小基站。
图2：基站类型分类（图源：Qorvo）
与传统宏基站相比，小基站在产品形态、发射功率和覆盖范围等方面都要小很多，是一种小型化、低功率的基站设备。小基站的功率一般在50mW至10W，覆盖范围为10至200米。
凭借体积小、功率低的特性优势，小基站没有宏基站选址那么困难，部署灵活，尤其适合在人群密集场所部署，在补盲点和室内深度覆盖方面有明显优势。
在宏基站覆盖较差的地方，小基站通过体积小、部署灵活的特点，帮助完成盲点覆盖；在人员密集的场所，小基站由于功率低，可以在热点区域的小范围内进行频率复用，提升系统容量，帮助宏基站分担流量负担。这两大优势对5G网络普及和渗透有积极的推动作用，尤其是室内应用场景下。
根据华为等公司发布的《室内5G场景化白皮书》，4G移动网络中，有超过70%的业务发生在室内。伴随着5G业务种类的持续增加、行业边界的不断扩展，业界预测未来将会有超过80%的数据业务发生在室内。因此，5G时代的室内移动网络至关重要，将成为运营商的核心竞争力之一。
但与4G信号在3GHz以下不同，5G载波频率有所提高，当前中国5G频谱集中在3.3至3.6GHz、4.8至5GHz频段，频率提升将导致信号穿透和绕射能力下降。宏基站一般位于楼顶和铁塔等高处，但常常受到建筑物、树木的影响，覆盖效果不均匀。5G信号穿透能力更弱，信号通过建筑物后衰减更多，从而造成大量弱覆盖区域和盲点。这些地方要么无信号，要么信号质量差，无法满足用户正常应用对室内覆盖深度的要求。
另一方面，传统室分系统对3GHz以上高频段频谱支持存在一定问题，难以通过改造来满足5G大容量数据传输要求；而5G时代业务对边缘处理能力提出更高要求，需要在边缘侧为用户提供大带宽、低时延和广连接的移动网络，传统网络结构不能支持在边缘侧开展5G业务。
当然，通过增加宏基站数量也可以改善覆盖率，但宏基站的建设运营成本与选址都是极大挑战，单纯靠宏基站实现全覆盖是不现实的，因而用宏基站加小基站来实现超密集组网成为必然的选择，5G小基站的市场前景被广泛看好。市场研究公司DellOro预测，未来5年全球5G小基站市场规模将达到250亿美元。
小基站在5G时代的优势
相较于4G小基站，5G扩皮小基站面对更多场景规划了2T2R/4T4R、5G单模/4G+5G双模等多样化产品，这使得5G小基站的应用将更加多元，更加充分。
在5G信号“补盲”方面，5G小基站将在小区和工厂等建筑物密集场所广泛部署，帮助实现5G信号覆盖，以及智慧工厂、智慧农业等创新应用；在5G信号“补热”方面，针对机场、医院、商场、酒店等人员密集型场所，5G小基站将通过灵活部署，提升重点区域的天线面积和天线容量，将小基站由4G时代的中低容量场景，扩展至高容量场景。
后续，随着5G和更多产业的深度融合，5G小基站的用量将进一步高速增长，打通电力、制造、交通、化工、园区等场景的5G末端连接，真正实现基于5G的万物互联。
面向未来，5G小基站发展将有三大明显的趋势。
· 其一
在提升用户接入数量和覆盖范围的同时，5G小基站需要保持低功耗、低成本、小体积的产品特性。这是小基站的立身之本，将推动5G小基站SoC等相关器件的快速迭代，带动产业升级；
· 其二
随着5G小基站产业逐渐成熟，行业标准体系也会随之健全，形成硬件设备、软件接口和加速设备的标准化；
· 其三
5G+边缘智能概念将逐步得到加强，5G云小站会成为热门，实现软硬件解耦，具备边缘计算性能，进一步提升5G小基站的灵活性。
在5G小基站产业发展逐渐进入如火如荼状态的同时，小基站集采也引发了市场对小基站供应链的关注，小基站元器件厂商迎来了属于自己的高光时刻。小基站体积虽小，但功能不少，对性能和可靠性也要求很高，这就离不开高质量的芯片和接插件等电子元器件。只有选用品质出众的元器件，才能打造出体积小、功耗低、射频性能更好、更智能的小基站。贸泽电子是工程师常用的电子元器件采购平台，下面我们来为大家介绍贸泽电子官网在售的适合小基站应用的元器件。
高性能小基站主控SoC
小基站中最核心的元器件是其控制芯片，如下图3所示。主控芯片是小基站的“大脑”，主要负责小基站的核心功能实现，由于小基站体积小、功能多、通信速率高，因此对主控芯片要求特别高。
现在主要有两种主控芯片解决方案：
一种是FPGA，胜在可编程的灵活性；
一种是SoC，胜在性能极度优化的情况下还能保证成本优势。
图3：5G小基站原理框图（图源：NXP）
在此，我们为大家推荐的器件是高性能小基站主控SoC，来自制造商NXP Semiconductors，制造商编号为LX2162RE82029B，大家可以通过搜索此编号在贸泽电子平台上找到这款器件。
LX2162RE82029B内部集成了高达16个Arm® Cortex®-A72内核，采用16nm FinFET工艺技术，运行频率高达2.0GHz，在低功耗的前提下，为5G小基站等网络硬件平台带来出色的数据路径加速功能、安全卸载和稳健的流量管理以及服务质量。
LX2162RE82029B是NXP LX2162A处理器中的一款。事实上，面向5G数据包处理、定制子板、企业接入点、Micro CPE、Mini-ITX、智能网卡、COM Express模块、白盒交换机、工业控制和楼宇安防等丰富的应用场景，NXP提供了LX2162A、LX2082A和LX2122A处理器综合解决方案，其中LX2162A包含16个内核，LX2122A包含12个内核，LX2082A包含8个内核。
图4：NXP LX2162A处理器（图源：贸泽电子）
通过下图4能够看到，NXP LX2162A、LX2082A和LX2122A处理器拥有丰富的片上资源，具有高端、高速通信功能。这些处理器提供12个SerDes通道，工作频率高达25GHz；多达12个以太网端口，支持的以太网速度包括1、2.5、10、25、40和50Gbit/s；集成多达12个PCIe Gen3通道，支持三个宽达x8端口；此外还有50Gbit/s安全加速器和88Gbit/s数据压缩/解压缩引擎等网络加速功能。
图5：LX2162A处理器系统框图（图源：NXP）
这些处理器除了具有强大的数据包卸载和边缘计算用以太网控制器，可提供出色的计算性能之外，还有传感器等低速外设，并且处理和处置所有接收信息的计算能力均可采用单一封装，适合用于小型电路板，为5G小基站等典型应用带来灵活的设计和部署选择。
不可忽视的射频连接器
射频性能是小基站关键的指标之一，优异的射频性能离不开高性能的射频连接器，因为移动信号都要通过射频连接器才能传入或传出小基站中的子模块和电路，例如用射频连接器来连接天线或板对板互连。连接器性能不佳，会影响到接收器灵敏度，或者导致输出信号功率降低，连接器的质量还影响到设备间互连电缆的长度。这里为大家介绍的两款高性能射频连接器，来自制造商Johnson / Cinch Connectivity Solutions。
第一款是型号为149-0901-811的1.0mm射频连接器，该器件可用于满足5G小基站SoC等半导体器件的相关测试和测量需求。Cinch 1.0mm系列射频连接器配有末端装接和面板末端装接螺钉式连接器、火花塞连接器和串联适配器，这些坚固的模块具有出色的性能和重复性、低电压驻波比 (VSWR)、低插入损耗和低回波损耗。
图6：149-0901-811（图源：贸泽电子）
在特性参数方面，149-0901-811支持50Ω阻抗，频率范围为直流至110GHz，VSWR为1.38 (110GHz时最大值)，回波损耗为15dB（直流至67GHz时最大值）和10dB (67GHz至110GHz时最大值)，插入损耗为0.7dB (典型值)，并支持最少500次插拔的耐用性，可以满足研发实验室的5G测试需求。
特别提醒大家，在149-0901-811器件详情页的最下方，可以看到Bel 5G解决方案的入口，里面有丰富的、可用于5G的连接器产品。
综合而言，Bel 5G解决方案具有高速、低延迟和高带宽等特性，有助于传输大量数据。整个Bel 5G解决方案包括CINCH 5G解决方案、BEL POWER 5G解决方案、STEWART 5G解决方案、BEL FUSE 5G解决方案、BEL MAGNETIC 5G解决方案以及TRP CONNECTORS/BEL 5G解决方案几个子系列，这些5G解决方案的推出将推动基站的快速增长以及对回程连接的大量需求。在5G小基站方面，基于上述高性能、丰富的Bel 5G解决方案，工厂和办公室将可以构建其5G网络架构。
第二款是型号为145-0701-841的SMK射频连接器。SMK连接器是SMA的性能升级版，它利用空气电介质和Noryl支撑珠获得比SMA连接器更高的截止频率，同时元件的厚壁设计增加了界面处的外部导体接触面积，可以获得比SMA连接器更可靠的电气性能和更高的机械强度。SMK连接器的最大VSWR为1.15:1（直流至18GHz）和1.3:1 (18GHz至40GHz)。有螺纹安装、法兰安装和末端装接安装法兰配置可供选择。现场可更换和螺纹（火花塞）连接器可用于气密密封或附件销，气密密封和附件销可以修改为各种配置，应用灵活。
图7：145-0701-841（图源：贸泽电子）
这两款连接器都是小基站应用的性能之选，分别适用不同场景。Johnson / Cinch Connectivity Solutions连接器均符合RoHS指令，100%经过测试，确保可靠性和高性能。除了这两款连接器之外，Johnson / Cinch Connectivity Solutions还有SMP、SMPM、1.85、2.4和2.92系列设计用于满足小基站等5G应用需求，每个系列均具有针对射频和微波连接解决方案的特性，感兴趣的读者可以到贸泽电子官网查询相关信息。
质量是小基站元器件的立身之本
运营商对小基站的集采标志着小基站建设大潮正式启动，随着移动通信技术进一步迈向高载波频段，基站间距将进一步缩小，多样化无线接入方式和各种类型基站将组成宏微异构的超密集组网架构。小基站的重要性将与日俱增，对小基站中用到的芯片集成度与灵活性、射频连接的性能也将有新的需求，这就要求小基站元器件厂商跟随技术变化不断精进。
作为网络基础设施的重要组成部分，小基站在部署后运行的稳定性、可靠性和一致性成为核心指标，而保证小基站稳定运行、高效处理，离不开高质量的元器件，一旦元器件质量出问题，厂商损失往往远高于元器件价值。贸泽电子始终以为工程师提供高质量正品元器件为使命，而且拥有业内超级丰富的料号以及齐全的技术资料，小基站开发者可以在贸泽电子官网一站式备齐小基站上用到的所有电子元器件，让工程师可以高效省心地进行开发。
