先进的连接技术助力5G通信网络发展
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2019年6月6日,我国工信部正式向中国电信、移动、联通、广电这四家企业发放5G商用牌照。因此,中国正式走进了5G的商用元年。
未来数据传输速率的提高有助于形成交互式生态系统,从而实现更智能、更高效、更互连的世界。据IHS预计, 2025年将有超过750亿台物联网(IoT)设备接入网络,其中大多数会采用无线技术;5G网络将有力支持该网络需求。然而,实现5G大规模商用绝非易事。就5G连接技术而言,AAS(有源天线系统)、MIMO(大规模多输入多输出)、C-RAN(云无线接入网络)、边缘计算等新架构的演进必将需要更先进的连接器技术。
蜂窝基站的演进将增加设计的复杂性。对于5G部署而言,了解其关键技术非常重要,如从单独的射频拉远单元(RRU)和天线系统转变为大规模多输入多输出(MIMO)AAU,需要集成天线元件和其他有源电子元件,可提升容量和覆盖范围,并降低射频线缆要求以及缆线损耗。新的有源天线系统将使用MIMO天线,通过多个无线信道服务多位用户,即多用户大规模MIMO,简称MU-MIMO。大规模MIMO被视为未来超快5G网络的核心基础组件。MIMO本质是一种无线复用技术,可在同一无线信道同时发射和接收多个数据信号,每个数据信号通常都需要单独的天线来发射和接收。大规模MIMO能够使无线网络的容量增加50倍左右,而更多的天线还可以实现更佳的数据传输功能、具备高可靠性及更强的抗干扰能力。我们希望新的天线系统能通过内部连接,如连接器和线缆,提高单位天线元件数据收发量。
5G核心网依靠极其高效的云端基础设施。Cloud RAN(或称集中式RAN)是近年来的趋势,而亚太地区的运营商正在引领这一潮流。例如,中国、韩国和日本的运营商正大力部署先进的新型C-RAN架构。C-RAN(云无线接入网)架构主要将基带单元(BBU)的资源集中化,并采用虚拟化等云技术。OEM厂商可以选择BBU功能的切分位置, 不同的切分位置直接影响到I/O的带宽。借助C-RAN,许多蜂窝基站的基带处理可以实现集中化。C-RAN通过协调不同蜂窝基站来提升性能,同时整合资源以节省成本。
然而,随着在C-RAN中枢实现BBU的集中化,前传(Fronthaul)的概念被引入网络。前传指的是BBU池与蜂窝基站或小基站中的射频拉远单元之间的链路。光纤能够提供更高的带宽,因而成为前传的最佳选择。但由于切分位置的不同,微波链路依然会占有一席之地。一方面,这些变化将使大量电子元件将集中在大规模MIMO有源天线系统的盒内,产生大量热量,因此所有组件需要承受更大的热应力。另一方面,C-RAN将需要更高带宽的连接和更高带宽的收发器来支持。