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5G时代下的互联设计挑战及其解决方案

自正式商用以来,5G在全球的规模化部署持续加快。特别是在中国,5G建设渐入“无人区”。工信部数据显示,中国的5G基站总数已经超过了142.5万座,实际连接用户已超过5亿。随着5G的大规模部署以及应用创新的落地,整个社会也将迈入万物互联新时代,赋予数字经济增长新动能。

不过,5G强劲的发展势头也带来了诸多挑战——5G的特点是高速率、低时延、广连接,这对互联网连接技术提出了更高要求。在互联世界里,射频、光和铜是信息数据传输的重要载体。面对5G连接以及数据的爆炸式增长,似乎出现了一种普遍的趋势,那就是将尽可能多的数据流量转移到光通信领域,这主要是由于光通信具有抗电磁干扰和更高的数据传输速度等优势。而这是否意味着铜制互联解决方案未来必将消亡?RXFesmc

为此,安富利采访了Molex(莫仕)全球产品经理Mike Hansen。Molex是全球领先的连接和电子解决方案提供商,也是安富利的长期合作伙伴之一。时至今日,双方良好、紧密的合作关系已有40年之久。一直以来,安富利凭借其遍布全球的庞大业务网络,为各行各业的客户群体提供Molex的连接器产品和技术支持服务,推动了Molex的盈利性增长。在这篇有关5G互联的专题文章中,安富利邀请了Molex(莫仕)全球产品经理Mike Hansen一起探讨铜制互联解决方案在新一代高速蜂窝网络发展中所发挥的作用。RXFesmc

5G的成本之殇

为了解释这个问题,首先需要了解蜂窝网络的发展历程。旧的方式是采用无源天线,将同轴电缆连接到一个大型基带单元,在那里进行解调并转换为光纤进行长途回传。随着4G的发展,运营商开始把远程无线电头安装到天线下面的电线杆上。这时,连接至基带单元的光纤传输开始变得流行起来。5G的发展,带来了几个重要转变:引入了更多大规模MIMO天线,扩展了新的频段,而且数据传输的速度也快了很多。为了应对这种转变,除了需要将远程无线电头纳入天线集成为一个有源天线单元外,还有很多事情要做。RXFesmc

这些大规模的天线阵列需要被解调,从模拟信号转换为数字信号,然后进行交换或通过路由器将信号转发,直到它到达光纤。虽然,光纤对于从电线杆到基带处理单元的长距离信号传输来说非常有效,但板对板和高速夹层连接器的使用也带来了成本的上升,因为有源天线单元(AAU)里有许多的板挤叠其中。RXFesmc

那么,传统的铜线与光纤之争烽烟再起,应该何去何从?其实,它正在变成一种混合解决方案。在盒子里面藏的是铜,而在盒子外面则是长距离的光纤。这是一种在速度、密度和成本之间的权衡。就密度而言,铜缆仍然获胜。RXFesmc

现在实现更高传输速度的发展趋势是使用双轴电缆,而不是使用PCB布线,因为它能够避免大量的信号损失。一些设计和使用高速开关芯片、SERDES和ASIC的公司不希望因为电路板布线而造成大量损耗,使用双轴铜线则是一个很好的解决方案。RXFesmc

高速接口必不可少

从不归零编码(NRZ)到4电平脉冲幅度调制(PAM-4)、从56Gbps到112Gbps的迁移,也是一个重要的设计考量因素。向5G的快速发展将更多地依赖于这些高速信号的路由。虽然业界目前还没有完全普及数据传输速率高达56 Gbps的或112 Gbps的PAM-4,至少Molex(莫仕) 已经为它准备好了连接器。作为全球领先的技术分销商和解决方案提供商,安富利已充分做好了准备,将携手生态系统合作伙伴,利用自己在设计链与供应链方面的端到端增值服务,为客户提供可靠的支持,帮助他们成功应对5G时代下的互联设计挑战。其实不只局限于互联网连接技术,安富利在5G领域拥有非常全面的布局,能够提供完整的解决方案,可以加速OEM厂商的产品设计旅程。RXFesmc

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