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連接技術賦能5G通信新架構

2020-04-08 分享

2019年6月6日,工信部向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電四家企業發放5G商用牌照。中國正式進入5G商用元年。

未來數據傳輸速率的提高有助于形成交互式生態系統,從而實現更智能、更高效、更互連的世界。據IHS預計, 2025年將有超過750億臺物聯網(IoT)設備接入網絡,其中大多數會采用無線技術;5G網絡將有力支持該網絡需求。然而,實現5G大規模商用絕非易事。就5G連接技術而言,AAS(有源天線系統)、MIMO(大規模多輸入多輸出)、C-RAN(云無線接入網絡)、邊緣計算等新架構的演進必將需要更先進的連接器技術。

蜂窩基站的演進將增加設計的復雜性。對于5G部署而言,了解其關鍵技術非常重要,如從單獨的射頻拉遠單元(RRU)和天線系統轉變為大規模多輸入多輸出(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。新的有源天線系統將使用MIMO天線,通過多個無線信道服務多位用戶,即多用戶大規模MIMO,簡稱MU-MIMO。大規模MIMO被視為未來超快5G網絡的核心基礎組件。MIMO本質是一種無線復用技術,可在同一無線信道同時發射和接收多個數據信號,每個數據信號通常都需要單獨的天線來發射和接收。大規模MIMO能夠使無線網絡的容量增加50倍左右,而更多的天線還可以實現更佳的數據傳輸功能、具備高可靠性及更強的抗干擾能力。我們希望新的天線系統能通過內部連接,如連接器和線纜,提高單位天線元件數據收發量。

5G部署的另一技術重點在于設計出高寬帶、多模式、高效率以及高度集成的下一代無線射頻系統,以處理大量不同的應用和服務組合,從而滿足從農村通信塔到城市布設的各種需求。在5G射頻單元內部,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(AAS)內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)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,射頻單元內部的連接必須能夠處理高速、高功率信號,滿足更嚴苛的電磁干擾(EMI)、信號完整性(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(AAS)對于整體尺寸的限制。天線是無線系統中最重要的通信元件??紤]到天線元件數量龐大,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。