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連接技術(shù)賦能5G通信新架構(gòu)

2020-04-08 分享

2019年6月6日,工信部向中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國廣電四家企業(yè)發(fā)放5G商用牌照。中國正式進(jìn)入5G商用元年。

未來數(shù)據(jù)傳輸速率的提高有助于形成交互式生態(tài)系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)更智能、更高效、更互連的世界。據(jù)IHS預(yù)計(jì), 2025年將有超過750億臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò),其中大多數(shù)會(huì)采用無線技術(shù);5G網(wǎng)絡(luò)將有力支持該網(wǎng)絡(luò)需求。然而,實(shí)現(xiàn)5G大規(guī)模商用絕非易事。就5G連接技術(shù)而言,AAS(有源天線系統(tǒng))、MIMO(大規(guī)模多輸入多輸出)、C-RAN(云無線接入網(wǎng)絡(luò))、邊緣計(jì)算等新架構(gòu)的演進(jìn)必將需要更先進(jìn)的連接器技術(shù)。

蜂窩基站的演進(jìn)將增加設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。對(duì)于5G部署而言,了解其關(guān)鍵技術(shù)非常重要,如從單獨(dú)的射頻拉遠(yuǎn)單元(RRU)和天線系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇笠?guī)模多輸入多輸出(MIMO)AAU,需要集成天線元件和其他有源電子元件,可提升容量和覆蓋范圍,并降低射頻線纜要求以及纜線損耗。新的有源天線系統(tǒng)將使用MIMO天線,通過多個(gè)無線信道服務(wù)多位用戶,即多用戶大規(guī)模MIMO,簡稱MU-MIMO。大規(guī)模MIMO被視為未來超快5G網(wǎng)絡(luò)的核心基礎(chǔ)組件。MIMO本質(zhì)是一種無線復(fù)用技術(shù),可在同一無線信道同時(shí)發(fā)射和接收多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào),每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)通常都需要單獨(dú)的天線來發(fā)射和接收。大規(guī)模MIMO能夠使無線網(wǎng)絡(luò)的容量增加50倍左右,而更多的天線還可以實(shí)現(xiàn)更佳的數(shù)據(jù)傳輸功能、具備高可靠性及更強(qiáng)的抗干擾能力。我們希望新的天線系統(tǒng)能通過內(nèi)部連接,如連接器和線纜,提高單位天線元件數(shù)據(jù)收發(fā)量。

5G部署的另一技術(shù)重點(diǎn)在于設(shè)計(jì)出高寬帶、多模式、高效率以及高度集成的下一代無線射頻系統(tǒng),以處理大量不同的應(yīng)用和服務(wù)組合,從而滿足從農(nóng)村通信塔到城市布設(shè)的各種需求。在5G射頻單元內(nèi)部,有源電子元件與無源天線陣列集成在一起。這些組件的布局離不開天線板、電子元件板和濾波器,例如:

?   通過高速連接,將輸入/輸出(I/O)接口連接至射頻板;

?   有源天線系統(tǒng)(AAS)內(nèi)部和外部需要高速輸入/輸出(I/O)接口

?   極可能包含電源、光纖以及混合(電源、射頻和低速信號(hào))接口

?   除了互連器件和傳感器,還需要考慮硅晶、雙工器以及振蕩器等

因而,射頻單元內(nèi)部的連接必須能夠處理高速、高功率信號(hào),滿足更嚴(yán)苛的電磁干擾(EMI)、信號(hào)完整性(SI)以及散熱性能要求。連接器必須足夠小巧,以滿足有源天線系統(tǒng)(AAS)對(duì)于整體尺寸的限制。天線是無線系統(tǒng)中最重要的通信元件??紤]到天線元件數(shù)量龐大,元件之間需要大量的連接,連接器安裝過程中的易操作性也很重要。