Eine intelligentere, schnellere und dichtere Bereitstellung mit den intelligenten Lösungen von TE Connectivity – Chancen und Herausforderungen
Einführung
Die meisten Branchenanalysten sind sich einig, dass bis zum Jahr 2025 mehr als 75 Milliarden Geräte mit dem Internet der Dinge (IoT)1 verbunden sein werden, und die meisten werden drahtlose Technologie verwenden. 4G kann möglicherweise nicht mehr mithalten. 5G ist zum Glück auf dem Weg. Diese fünfte Generation der drahtlosen Technologie bringt Vorteile in drei Bereichen: höhere Geschwindigkeit, um mehr Daten zu bewegen, geringere Latenz, um reaktionsschneller zu sein, und die Möglichkeit, viel mehr Geräte auf einmal zu verbinden, von Sensoren bis hin zu Smart Devices. Tatsächlich wird erwartet, dass 5G-Netzwerke Daten bis zu 100-mal schneller beschleunigen als die heutige Technologie. Das erfordert erweiterte Konnektivität, um eine größere Bandbreite und eine Kommunikation mit hoher Klarheit zu ermöglichen. Die zukünftigen höheren Datengeschwindigkeiten können ein interaktives Ökosystem für eine intelligentere, produktive und noch vernetztere Welt ermöglichen. TE kann Ihr Partner für diese neue Welt sein.
5G ist auf dem Weg. Es wird Daten bis zu 100 Mal schneller als die heutige Technologie übertragen.
Sind Ihre Konstrukteure bereit für 5G?
Als kritische, aber knappe Ressource in der 5G-Ära kann das Spektrum in drei wichtigen Frequenzbereichen soll eine weitreichende Abdeckung bieten und alle 5G-Anwendungsfälle unterstützen: unter 1 GHz, 1-6 GHz und über 6 GHz. Die ersten beiden werden oft als Sub-6 GHz bezeichnet. Dies ist wichtig, da der zelluläre Datenverkehr weiter zunimmt und erweitertes mobiles Breitband zum zentralen Wertversprechen für den Verbraucher wird. Erweitertes mobiles Breitband (Enhanced Mobile Broadband, eMBB) ist einer der drei für 5G definierten Anwendungsfälle. Als Erweiterung der bestehenden 4G-Breitbanddienste werden diese Anwendungsfälle die ersten kommerziellen 5G-Dienste sein, die auf den Markt kommen. Sie werden jedoch weit über die Ermöglichung schnellerer Downloadgeschwindigkeiten hinausgehen.
Wir erwarten, dass sowohl die USA als auch China die erste Welle der 5G-Bereitstellung anführen werden. China wird sich auf erste Einsätze im C-Band (3-5 GHz) konzentrieren. Die Vereinigten Staaten hingegen werden sich bei den ersten Bereitstellungen auf den festen drahtlosen Zugriff durch Millimeterwellenfrequenz (über 24 GHz) sowie auf Einsätze in niedrigen Frequenzbändern (600 MHz) konzentrieren.
Wir glauben, dass es auf lange Sicht wichtig ist, das C-Band-Spektrum aufgrund des begrenzten spektralen Wirkungsgrads und Systemkapazitätsverbesserungen sowie der herausfordernden 1 ms-Latenz eine Herausforderung für die Bereitstellung von verbessertem mobilem Breitband darstellen. Um die Anforderungen an große zusammenhängende Bandbreiten zu unterstützen, muss mmWave in Betracht gezogen werden.
Mit der derzeitigen technischen Reife und der wirtschaftlichen Machbarkeit ist ein hybrides Netz sehr wahrscheinlich. Es wird beispielsweise erwartet, dass mmWave in großen städtischen Gebieten für feste drahtlose oder Hot-Spot-ähnliche Abdeckung eingesetzt wird, während Sub-6 GHz für die Abdeckung in Vororten oder kleinen Städten eingesetzt wird. 5G wird weiterhin mit 4G koexistieren.
Bereitstellung von 5G – Die richtigen Konnektivitätslösungen zur Lösung schwieriger technischer Herausforderungen
Für die Bereitstellung von 5G, Schlüsseltechnologien zu verstehen, wie z. B. den Übergang von separaten RRU- und Antennensystemen zu AAU mit massiven Multiple-Input, Multiple-Output (MIMO), die Antennenelemente und andere aktive Elektronik integrieren. Es wird erwartet, dass sich Antennensysteme von passiven Strukturen zu aktiven Antenneneinheiten entwickeln, die eine direkt am Antennenrand positionierte Elektronik enthalten. Es wird erwartet, dass die neuen aktiven Antennensysteme massive MIMO-Antennen bewegen, um mehrere Benutzer über mehrere drahtlose Kanäle zu bedienen, das sogenannte Multi-User Massive MIMO oder MU-MIMO. Wir erwarten, dass dadurch eine hohe Datenmenge pro Antennenelement durch interne Verbindungen wie Anschlüsse und Kabel entsteht.
Mit dem neuen 5G-Funkstandard (NR) können die Schlüsselkomponenten die RRUs und die Antennen in einem AAS kombinieren.
Eine integrierte Lösung
Aktives Antennensystem (AAS)
Von Türmen in ländlichen Gebieten bis hin zu städtischen Standorten – der Markt steht unter dem Druck, drahtlose Funksysteme der nächsten Generation zu entwickeln, die breitbandig, multimodal, hocheffizient und hochintegriert sein müssen, um eine große und vielfältige Anzahl von Anwendungen und Diensten zu bewältigen. Die Platzierung in Städten kann auch ländliche Türme innerhalb von Städten und andere unkonventionelle Orte wie Dächer, Straßenlaternen und die Straßen selbst und sogar in Tunneln umfassen. Langstreckenantennen werden wahrscheinlich immer noch die Langstreckenabdeckung in ländlichen Gebieten übernehmen – ähnlich wie es heute mit 4G gehandhabt wird.
AAS ist ein aktives Antennensystem, das die aktive Funkelektronik (Transceiver) mit dem passiven Antennen-Array integriert, um die Kapazität und Abdeckung zu erhöhen, den HF-Kabelbedarf und den Kabelverlust zu reduzieren – eine Schlüsselkomponente von 5G.
Massive MIMO gilt als eine zentrale, grundlegende Komponente des superschnellen 5G-Netzes der Zukunft. Obwohl es mehrere Technologien umfasst, ist MIMO im Wesentlichen eine drahtlose Multiplexing-Technologie, die das gleichzeitige Senden und Empfangen von mehreren Datensignalen über denselben Funkkanal ermöglicht. Hierbei wird typischerweise eine separate Antenne für das Senden und Empfangen jedes Datensignals verwendet. Obwohl es keine feste Zahl dafür gibt, was ein Massive MIMO-Setup ausmacht, wird die Beschreibung in der Regel auf Systeme mit Dutzenden oder sogar Hunderten von Antennen angewendet. Huawei, ZTE und Facebook haben beispielsweise massive MIMO-Systeme mit bis zu 96 bis 128 Antennen demonstriert.
Die Vorteile von Massive MIMO
Massive MIMO erhöht die Kapazität eines drahtlosen Netzwerks um das 50-fache. Mit mehr Antennen erreichen Sie auch eine bessere Datenratenleistung und Verbindungssicherheit sowie eine höhere Resistenz gegen Störungen/Blockierungen.
Hier sind jedoch die Herausforderungen, vor denen Konstrukteure stehen können:
- AAS und Massive MIMO erfordern eine größere Designkomplexität. Sie erfordern auch mehr Komponentenminiaturisierung und Hochgeschwindigkeitsverbindungen innerhalb des AAS. Die im Radio verwendeten Komponenten müssen für Signalintegrität (SI), elektromagnetische Interferenzen (EMI) und thermische Leistung qualifiziert sein. Dies sind die drei kritischen Aspekte innerhalb des Radios.
- Verbindungen müssen schnell, kostengünstig, leistungsstark, robust und klein sein. Die Anschlüsse müssen mit hohen Geschwindigkeiten, höherer Leistung und strengeren thermischen Anforderungen zurechtkommen und gleichzeitig kleiner sein, um die physische Gesamtgröße des AAS zu begrenzen. Angesichts der massiven Anzahl von Antennenelementen sind oft viele Anschlüsse erforderlich – die Montage einer großen Anzahl von Komponenten zu vertretbaren Kosten ist eine Herausforderung, die es zu bewältigen gilt. Dies ist ein wichtiger Punkt, für den TE Connectivity eine Lösung bieten kann.
Massive MIMO-Antennen
Was Ihnen eine Partnerschaft mit TE für 5G bringt
TE verfügt über jahrelange Erfahrung in den Bereichen Hochgeschwindigkeitsverbindungen, HF, Signalintegrität, thermische, robuste und mechanische Designs. Außerdem unterstützen wir eine hochmoderne globale Fertigung, die erstklassige Komponenten und Lösungen liefert. Darüber hinaus bietet TE ein umfangreiches Portfolio an Verbindungselementen, die die Herausforderungen von AAS in Bezug auf Design und Fertigung bewältigen können. TE arbeitet bei neuen Designs eng mit den F&E-Abteilungen unserer Kunden zusammen.
Neben der Datenkommunikation und der drahtlosen Konnektivität ist TE auch in vielen anderen Märkten vertreten – als Kunde profitieren Sie also von unserem Wissen, unserer fortschrittlichen Technologie und unserem Kundenservice. Wir sind ein globales Team mit großem Ingenieurstalent, Qualitätssicherung in unseren Fabriken und strategischer Produktentwicklung in unseren Entwicklungszentren. Wir haben einen Blick für das große Ganze und können Ihre Probleme verstehen und bei der Problemlösung für die nächste Generation helfen.
HF-Leiterplatte-auf-Filter- und HF-Leiterplatte-auf-Leiterplatte-Anschlüsse
Wir sind uns bewusst, dass zukünftige 5G-Wireless-Gerätedesigns ein neues Maß an hochzuverlässigen und anpassbaren Komponenten erfordern, die zu geringeren Kosten angeboten werden und die die weltweite drahtlose Infrastruktur ermöglichen können. Die neuen ERFV-HF-Koax-Anschlüsse von TE unterstützen 5G-Mobilfunkdesigns der nächsten Generation, indem sie Antennen- und Radio-Leiterplatte-auf-Leiterplatte- und Leiterplatte-auf-Filter-Verbindungen bei geringeren Kosten und einfacher Montage aufgrund ihres einteiligen, kompressiven Designs realisieren. ERFV Koax-Stecker wurden mit Blick auf die Einführung von 5G entwickelt und bieten bewährte Zuverlässigkeit mit hervorragender Versatztoleranz, Einfügungsdämpfung und Rückflussdämpfung.
Antennen
Unsere preisgünstigen Antennendesigns decken zahlreiche Frequenzbandgruppen ab, was den Betrieb auf regional unterschiedlichen freigegebenen Frequenzbändern ermöglicht. Unsere 5G-Antennen werden Daten mit innovativen Techniken wie Beamforming und MIMO verteilen, wodurch Ihre 5G-Netzwerke zuverlässig und skalierbar sein können. Unser breites Sortiment an Antennentechnologien, darunter Zwei-Komponenten-und metallgestanzte Lösungen sowie Leiterplatten und FPCs (Flexible Printed Circuit) und Laser-Direkt-Strukturierung (LDS), umfasst kundenspezifische und Standardausführungen.
FullAXS- und FullAXS Mini-Anschlüsseabdichtungssystem und Kabelgarnituren
Diese Anschlüsse-Abdichtungssysteme werden in rauen Außenumgebungen installiert. Die FullAXS Mini-Anschlüsse von TE bieten diese kompakte Größe und Skalierbarkeit, um eine Glasfaser-, Leistungs- und Signalübertragung in vielen Umgebungen zu ermöglichen. Diese neuen Anschlüsse sind 23 % kleiner als die aktuellen FullAXS-Verbindungen von TE und können dank des flexiblen Abdichtungssystems praktisch überall an der Box angebracht werden. Diese Anschlüsse sind widerstandsfähig, robust und können problemlos im Außenbereich installiert werden und passen sich an Strom-, Glasfaser- und Kupferkabel an. Sie sind sehr widerstandsfähig auf IP68-Niveau für eine breite Palette von 5G-Anwendungen.
Hochgeschwindigkeits-I/O-Anschlüsse und Cages
Unser breites Portfolio an Hochgeschwindigkeits-I/O-Cages und -Anschlüssen wurde entwickelt, um Hochgeschwindigkeits-I/O-Verbindungen für AAS, Basisbandeinheiten und Edge-Cloud-Infrastruktursysteme bereitzustellen. Die Hochgeschwindigkeits-I/O-Produkte von TE sind auf Geschwindigkeit, Dichte und Flexibilität sowie Wirkungsgrad und Standardisierung ausgelegt. Unsere neueste Generation von I/O-Produkten wurde für die thermische Leistung und Signalintegrität weiter verbessert, beides wichtige Anforderungen für die Hochgeschwindigkeitskommunikation. Zu den Produkten gehören: SFP28, QSFP28, QSFP-DD.
Silber-Verbindungssystem zur internen Verkabelung
Als eine der flexibelsten Lösungen bieten unsere internen kabelgebundenen Sliver-Verbindungen Datenraten von bis zu 25 Gbit/s, die für Anwendungen wie 5G AAS, Rechenzentren und Telekommunikations-Schaltung und Routing nützlich sind. Diese Produktfamilie ermöglicht eine neuartige und effiziente Art der Unterstützung von Hochgeschwindigkeitsverbindungen innerhalb von Kommunikationssystemen. Unsere Sliver-Produktfamilie vereinfacht das Design und trägt zur Senkung der Gesamtsystemkosten bei, da keine Re-Timer und kostspieligen Platinenmaterialien mit geringerem Verlust erforderlich sind, um mit einem Hochgeschwindigkeitskabel von TE Geschwindigkeiten von bis zu 25 Gbit/s zu erreichen.
Mezzanine- und Backplane-Anschlüsse
Unsere effizienten Hochgeschwindigkeits-Stacking-Anschlüsse nutzen den Platz auf der Leiterplatte effektiv mit einer Leiterplatte-auf-Leiterplatte-Verbindungslösung und liefern eine Hochgeschwindigkeitsleistung von +15 Gbit/s. Unsere STRADA Mesa-Anschlüsse bieten ein Design, das drei Optionen für die Anordnung von Stift- und Buchsensignalkontakten bietet – hochgeschwindigkeits-differenziell, hochverdichtet-einendig und HF/koaxial – für verschiedene Anwendungsanforderungen. Das kompakte Profil hilft bei einer besseren Wärmeableitung im System. Mit unserer STRADA Whisper Backplane-Anschlussfamilie bieten wir ein einzigartiges Design, das Daten mit atemberaubenden Geschwindigkeiten von 25 Gbit/s übertragen kann und eine innovative Skalierbarkeit bis zu 112 Gbit/s ermöglicht. Auf diese Weise können Sie zukünftige System-Upgrades effizient umsetzen, ohne die Back- oder Midplane kostenintensiv umgestalten zu müssen. Sie wurden in Hinblick auf Ihre Anforderungen an Hochleistungssysteme mit großer Bandbreite entwickelt.
Leistungsanschlüsse und Kabelgarnituren
Von internen und halb-internen bis hin zu externen Stromverbindungen – die Stromversorgungsprodukte und -systeme von TE lassen Ihre Energie fließen. Zu diesen Produkten gehören ELCON-Mini-Leistungsanschlüsse für die Systemleistung und DC-KlinkenAnschlüsse, die ein schnelleres Laden im USB-Format ermöglichen. Unsere äußerst zuverlässigen Stromversorgungsprodukte können eine höhere Leistung in kleineren Formfaktoren liefern und unterstützen Leiterplatte-auf-Leiterplatte- und Kabel-an-Leiterplatte-Anwendungen. So bieten die ELCON-Mini-Anschlüsse eine kosteneffiziente Lösung für die Kabel-an-Leiterplatte-Stromversorgung, unterstützen hohe Ströme bis zu 40 A pro Kontakt und bieten Vertrauen in die Konnektivität mit positiver Metall- und Verriegelungsretention.
Hochgeschwindigkeitskabelsätze
Dabei handelt es sich um leichte Baugruppen, die speziell für Edge-Anwendungen wie Virtual Reality (VR), Spiele sowie medizinische und industrielle Anwendungen entwickelt wurden. Durch ihr Standard- und Plattformdesign können diese Baugruppen einfach und schnell an die Bedürfnisse des Anwenders angepasst werden. Sie bieten verlustarme Verbindungen, ein einfacheres Systemlayout und flexible Anschlüsse für Systeme. Die Buchsen und Kabelgarnituren übertragen Signale nachweislich unterbrechungsfrei und bieten eine hervorragende Leistung bei hohen Datenraten. Darüber hinaus wurden unsere steckbaren Hochgeschwindigkeits-I/O-Kupferkabel für 56 Gbit/s und mehr entwickelt. Mit unserem Know-how in den Bereichen Signalintegrität und Systemarchitektur können wir eines der marktweit leistungsstärksten Portfolios für QSFP28- und SFP28/56-Kabelsätze anbieten. Diese Kabelsätze unterstützen Gesamtdatenraten von bis zu 400 Gbit/s. Unsere Kabelsätze erfüllen die Anforderungen für 100G Ethernet und InfiniBand Enhanced Data Rate (EDR) und liegen damit in der Realisierung von Verbindungen der nächsten Generation weit vorn. Wir bieten außerdem maßgeschneiderte Verkabelungslösungen und passende I/O-Cages und -Anschlüsse.
Sensoren
Kompakte, zuverlässige Sensoren von TE können zum Schutz Ihrer Netzwerk-RRUs und -AAS beitragen. TE bietet eine Reihe von Sensoren, einschließlich Temperatur-, Feuchtigkeits-, Steuerungs- und Schocksensoren. Unsere Sensoren werden in verschiedenen Anwendungen in miniaturisierten Gehäusen, Multi-Sensor-Modulen, Konstruktionen mit extrem niedrigem Stromverbrauch und Gehäusen für raue Umgebungen eingesetzt. Zuverlässige, präzise Sensoren bilden die Grundlage für Ihre Ingenieure, um die verschiedenen Eigenschaften in Anwendungen zu verstehen – von Motorlagern bis hin zur häuslichen Krankenpflege. Die Einführung von 5G wird eine „Echtzeit“-Reaktion auf das Netz ermöglichen, was viel mehr Verbindungen bei geringeren Kosten und geringerem Stromverbrauch erlaubt. Aufgrund der Möglichkeit, gleichzeitig Verbindungen zu Tausenden von Geräten mit äußerst hohen Geschwindigkeiten und niedriger End-to-End-Latenz herzustellen, gehen die Ingenieure davon aus, dass 5G sich erheblich auf industrielle, persönliche und medizinische Anwendungen auswirken wird. In dem Maße, in dem Unternehmen beginnen zu verstehen, welche Art von Sensoren benötigt werden und wie sie mit dem Gesamtsystem verbunden werden, werden kundenspezifische Sensoren entwickelt, um die spezifischen Anforderungen zu erfüllen, die für den Einsatz eines vollständig vernetzten Systems erforderlich sind. Die in diesen Anwendungen eingesetzten Sensoren sind wichtig für genaue und zuverlässige Daten.
INNERHALB DER FUNKEINHEIT
Veränderungen und Herausforderungen
Im Inneren der Funkeinheit für 5G ist die aktive Elektronik mit dem passiven Antennen-Array integriert. Diese Komponenten sind so angeordnet, dass eine Antennenleiterplatte und eine Elektronikleiterplatte sowie Filter benötigt werden.
Bitte beachten:
- Besteht aus vielen Antennenelementen (64 –>128)
- Erfordert Hochgeschwindigkeitsverbindungen, um die I/O-Schnittstelle mit der Funkleiterplatte zu verbinden
- Darüber hinaus benötigen sie Hochgeschwindigkeits-I/O-Schnittstellen für innerhalb und außerhalb des AAS
- Höchstwahrscheinlich sind Strom-, Glasfaser- und Hybridschnittstellen (Power, RF, Low Speed Signal) enthalten
- Darüber hinaus müssen Sie, abgesehen von den Verbindungen und Sensoren, das Silizium, Duplexer, Oszillatoren usw. berücksichtigen.
WAS SIND DIE WICHTIGSTEN HERAUSFORDERUNGEN FÜR ANSCHLÜSSE VON FUNKEINHEITEN?
- Die Verbindungen müssen Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungssignale mit strengeren EMI- und SI-Anforderungen verarbeiten, die durch strengere thermische Anforderungen noch verstärkt werden.
- Verbindungen müssen kleiner sein, um die physische Gesamtgröße des AAS zu begrenzen.
- Und, wie bereits erwähnt, sind viele Verbindungen erforderlich, angesichts der großen Anzahl von Antennenelementen und der einfachen Handhabung in der Fertigung.
WIE BEWÄLTIGT TE DIESE HERAUSFORDERUNGEN?
Die Antenne ist das wichtigste Element, um in einem drahtlosen System zu kommunizieren. TE verfügt über ein breites Design- und Fertigungsportfolio, um leistungsstarke 3D-Antennenstrukturen zu erstellen. Der Speisepunkt der Antenne in Massive-MIMO-Systemen ist häufig ein Leiterplatte-auf-Leiterplatte-Koax-Anschlüsse. TE hat verschiedene Lösungen im Portfolio, von denen der ERFV-Koax-Anschlüsse einen neuen Ansatz für die Lösung kritischer Konnektivität bieten könnte. Der ERFV-Anschlüsse kann als einteiliger Anschlüsse beschrieben werden, der durch Federkräfte mit der Leiterplatte in Kontakt kommt und so sehr zuverlässige Verbindungen bietet und die Montagetoleranzen ausgleicht. Das Filter, als nächste wichtige Komponente in Ihrem Design, wird mit einem ERFV-Koax-Stecker mit der Antenne und mit einem zweiten Koax-Stecker mit der Verstärkerplatine verbunden. Die Verstärkerplatine erfasst alle Antennendaten.
Eine riesige Datenmenge muss in Richtung des zentralen Prozessors transportiert werden. High-Speed-Kabelsätze, wie z. B. die Sliver-Verbindungen von TE, zeichnen sich durch hohe Designflexibilität, geringes Übersprechen und niedrige Einfügungsdämpfung aus und ermöglichen den Datentransport mit hoher Geschwindigkeit. Darüber hinaus ist das Radio Teil des drahtlosen Netzwerks und benötigt eine optische Verbindung zum Netzwerk. Das Hochgeschwindigkeits-I/O-Portfolio von TE unterstützt die EMI- und thermischen Herausforderungen. Beispielsweise sind SFP, SFP28, QSFP und QSFP28 gut für Funkanwendungen geeignet. Diese Anschlüsse, die mit einem optischen Transceiver verbunden sind, müssen unter Umständen für bestimmte Umgebungsbedingungen geschützt werden, wobei das FullAXS-Verbindungsproduktportfolio von TE zum Einsatz kommt. Außerdem müssen Sie Ihr System wahrscheinlich mit Strom versorgen. Die ELCON Mini-Anschlüsse von TE sind leistungsstarke und zuverlässige Speisepunkte für das Funkgerät.
TE für Funkprodukte
- Beziehen Sie unsere robusten Lösungen, wie z. B. FullAXS-Anschlüsse, zum Schutz der empfindlichen Hochgeschwindigkeits-, Strom- und Glasfasersysteme ein.
- Die kundenspezifischen thermischen Lösungen von TE, einschließlich der Interleaved-Kühlkörperlösung, können die I/O-Kühlung verbessern und zu einer längeren Lebensdauer der optischen I/O-Module führen.
GLASFASER EBNET DEN WEG ZU 5G (ZWISCHEN FUNKGERÄT UND BBU)
In 5G-Netzen erwarten wir eine stärkere Nutzung von Cloud-ähnlichen Konzepten, die sowohl auf das Funkzugangsnetz als auch auf das Kernnetz angewendet werden. Ein Beispiel: C-RAN (Cloud-Radio Access Network) wird sich sowohl auf die Zentralisierung von Basisbandeinheiten (BBUs) als auch auf die Einführung von Cloud-Technologien wie Virtualisierung konzentrieren. Während OEMs wählen können, wo sie die BBU-Funktionalität aufteilen, wird sich diese Aufteilung direkt auf die benötigte I/O-Bandbreite auswirken. Das I/O-Produktportfolio von TE unterstützt 10G- bis hin zu 400G-Schnittstellen und damit eine Vielzahl möglicher Lösungen, die die Industrie benötigen könnte.
Durch die Zentralisierung der BBUs an einem C-RAN-Hub wird jedoch eine neue Schicht in das Netzwerk eingeführt, die als Fronthaul bezeichnet wird. Fronthaul ist die Verbindung zwischen dem BBU-Pool und den Remote Radio Heads am Zellenstandort oder der kleinen Zellenposition. Obwohl Glasfaser die beste Fronthaul-Option ist, da sie mehr Bandbreite liefert, wird es wahrscheinlich immer einen Platz für Mikrowellenverbindungen geben, je nach Standort. Um die Glasfaserverbindungen zu minimieren, können einige Funkgeräte mit den verlustarmen, direkt angeschlossenen Kupferkabeln (DAC) von TE in Reihe geschaltet werden. Dies ist eine typische, von TE vorgeschlagene Lösung, die Ihre thermische Belastung senken kann, wodurch wärmeerzeugende Komponenten wie die optischen Transceiver vermieden werden.
Welche Herausforderungen bringen diese Veränderungen für die Verbindungen mit sich?
Das massive MIMO-Aktivantennensystem wird im Inneren des Gehäuses mit Elektronik vollgepackt sein, die eine Menge Wärme erzeugt. Alle Komponenten müssen höheren thermischen Belastungen standhalten.
Wie löst TE Connectivity diese Herausforderungen?
TE hat sich auf die Verbesserung des thermischen Verhaltens und der Leistung seiner Hochgeschwindigkeits-I/O-Anschlüssecages konzentriert. Diese Lösungen können die für die Anwendung erforderliche Kühlung oder thermische Leitfähigkeit bieten.
C-RAN FÜR VERBINDUNGEN
Für C-RAN sind Verbindungen mit höherer Bandbreite erforderlich. Tatsächlich nehmen die Hochfrequenzbänder von ca. 1,8 Ghz bis ca. 6 Ghz sowie der mmWave-Bereich von über 24 Ghz und bis zu 100 Ghz zu. Dies wird durch neue Transceiver mit höherer Bandbreite unterstützt, die neue Modulationsverfahren verwenden. TE Connectivity löst diese Herausforderungen, indem wir eine Reihe von Lösungen anbieten, darunter die Integration unserer Hochgeschwindigkeits-E/A-, Stromversorgungs-, Steckdosen-, Sliver-Verbindungen, Leiterplatte-auf-Leiterplatte- und Backplane-Kabel und robuste Geräte.
TE Produkte zwischen der Funkeinheit und der BBU:
- Robustes Kabel: FullAXS-Verbindungen – Vorkammer-Optionen verfügbar
- SFP / QSFP Produktfamilie (SFP, QSFP, SFP28, QSFP28, QSFP-DD)
- Hochgeschwindigkeits-I/O- und DAC-Kabel
TE Produkte innerhalb der BBU:
Hochgeschwindigkeits-I/O, DAC-Kabel und Kabelsätze, STRADA Whisper, Sliver-Verbindungen, Stromversorgungs-Produktfamilien zeigen unser Fachwissen in Rechenzentren und Cloud-to-Cloud-RAN-Architekturen.
Hochfrequenzbänder nehmen von ca. 1,8 Ghz bis ca. 6 Ghz sowie der mmWave-Bereich von über 24 Ghz und bis zu 100 Ghz zu.
DIE ZUKUNFT VON 5G LIEGT IN DER CLOUD
Das Kernnetzwerk für 5G muss sich auf eine äußerst effiziente Cloud-Infrastruktur verlassen. Cloud RAN (oder zentralisiertes RAN) ist ein aktueller Trend und Betreiber im Asien-Pazifik-Raum sind führend auf dem Markt. So führen beispielsweise chinesische, koreanische und japanische Betreiber aggressiv fortschrittliche neue C-RAN-Architekturen ein. Mit C-RAN wird die Basisbandverarbeitung für viele Zellen zentralisiert. Zu den Vorteilen von C-RAN gehören eine verbesserte Leistung aufgrund der Möglichkeit, sich zwischen den Zellen abzustimmen, sowie eine Kostenreduzierung durch die Bündelung von Ressourcen.
Mit der zunehmenden Größe und Leistung von Rechenzentren hat sich ein neuer Trend entwickelt: Edge Computing und Edge Cloud. Anstelle von Rechenzentren, die den Großteil der Rechenarbeit erledigen, können in diesem Paradigma des verteilten Rechnens verteilte Geräteknoten wie Smart Devices (mit eingebetteten Sensoren) oder Edge Devices die Arbeit übernehmen. Viele glauben, dass sich das Gerätedesign hin zu intelligenten Sensoren mit integrierten Mikrocontrollern, Aktuator-Treiber-Chips und Modulen verschiebt. Dadurch ändern sich die Rolle und die Anforderungen an die in einem System beteiligten Anschlüsse und Kabel.
In die Cloud und wieder zurück
TE Connectivity ermöglicht mit seinen Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungsverbindungen und Stromversorgungsprodukten die Übertragung hochsensibler Daten vom Gerät zur Cloud und wieder zurück.
Mit unseren Hochleistungsantennen in den Geräten und in den Active Antenna Systems (AAS) von Telekommunikationsanbietern werden beispielsweise die Daten und der Strom von den AAS-Systemen über unsere FullAXS-Interconnects bis hinunter zu den Edge-Cloud-Einheiten laufen. Diese Systeme unterstützen robuste Glasfaser-/Strom-/Ethernet-Schnellinstallationsschnittstellen. Die Signale gelangen dann über unsere Hochgeschwindigkeits-E/A-Ports mit thermischen und EMI-Schutzfunktionen über die internen Hochgeschwindigkeitsverkabelungssysteme Sliver von TE in die Edge-Cloud-Einheiten, die die Latenzzeit reduzieren und die Systemflexibilität erhöhen. Das Signal wird dann über die Subsysteme in den Edge-Cloud-Einheiten entweder durch unsere STRADA Whisper-Backplane und Leiterplatte-auf-Leiterplatte -Produkte oder unsere Hochgeschwindigkeits-DAC-Kabel verteilt und dann wieder zurück zum Telco-Mast und den AAS-Systemen "3 "und drahtlos zurück zum Gerät. Die Stromversorgungsanforderungen des gesamten Netzwerks werden mit dem breiten Stromversorgungsportfolio von TE unterstützt, das Leiterplatte-auf-Leiterplatte- und kabelgebundene Stromversorgungen sowohl für interne als auch für externe Anwendungen umfasst.
Die Vorteile von Edge Computing und CORD®
5G-Edge-Computing, bei dem Endbenutzeranwendungen am Rand des Kernnetzes ausgeführt werden, wird eine größere Kapazität, geringere Latenz, mehr Mobilität und eine höhere Zuverlässigkeit und Genauigkeit bieten. Darüber hinaus wird Cloud Computing der Wirkungsgrad und die Leistung riesiger Rechenzentren selbst in die kompaktesten 5G-Geräte bringen.
CORD® ist eine Art von Edge Computing, das die Cloud auf die Benutzer verteilt. Laut der Open Networking Foundation könnte CORD® Edge in eine agile Service-Delivery-Plattform verwandeln, die es dem Betreiber ermöglicht, ein effizientes Endbenutzererlebnis zusammen mit innovativen
Services der nächsten Generation anzubieten.
Die CORD-Plattform (Central Office Re-architected As a Datacenter) nutzt SDN-, NFV- und Cloud-Technologien, um agile Rechenzentren für das Netzwerk-Edge aufzubauen. Durch die Integration mehrerer Open-Source-Projekte bietet CORD eine cloud-native, offene, programmierbare und agile Plattform für Netzbetreiber zur Entwicklung innovativer Dienste.
- Open Networking Foundation
Wichtige Vorteile
Es wird eine stärker standardisierte Infrastruktur und offene Bausteine ermöglichen, die für Skaleneffekte im Rechenzentrum sorgen.
Herausforderungen von C-RAN für Verbindungen?
- Verbindungen mit höherer Bandbreite sind erforderlich.
- Dies wird durch neue Transceiver mit höherer Bandbreite unterstützt.
Wie helfen die Konnektivitätslösungen von TE bei der Lösung dieser Probleme?
- Wir bieten eine Reihe von Lösungen, einschließlich der Integration unserer Hochgeschwindigkeits-I/O-, Stromversorgungs-, Buchsen-,
Sliver-, BTB-Backplane-Kabel und robusten Geräte.
TE Produkte innerhalb der BBU:
- Die High-Speed-I/O-, DAC-Kupfer-, Kabel/Kabelsätze, STRADA Whisper-, Sliver- und
Strom-Produktfamilien von TE demonstrieren unser Fachwissen in den Bereichen Rechenzentren und Cloud-to-Cloud-RAN-Architekturen.
Über die Autoren
Lieven Decrock
Lieven ist Technologe und leitender Elektroingenieur für den Geschäftsbereich Data & Devices von TE. Er ist seit 22 Jahren im Unternehmen tätig. Als Ingenieur für Signalintegrität war er an der Entwicklung von Hochgeschwindigkeitsanschlüssen und Kabelgarnituren beteiligt. Als Technologe arbeitet er bei elektrischen und optischen Systemen ganz vorne mit und hilft dabei, die Lösungen für die Systeme der nächsten Generation zu definieren.
Lieven erhielt 1996 seinen Master of Science in Elektromechanik von der Universität Leuven und 2004 seinen Master of Science in Elektromagnetischer Kompatibilität und Funkkommunikation von der Universität York (UK). Lieven ist Inhaber mehrerer Patente.
Rickard Barrefelt
Rickard ist Field Application Engineering Manager für EMEA & Indien für den Geschäftsbereich Data & Devices von TE Connectivity. Rickard arbeitet seit 7 Jahren bei TE und konzentriert sich auf neue Designs und Innovationen für Kundenanwendungen in den Bereichen Wireless, Verbraucher- und Datenkommunikation sowie für Plattformen der nächsten Generation.
Rickard hat ein Maschinenbau-Studium mit Spezialisierung auf Industriedesign an der Königlichen Technischen Hochschule (KTH) in Stockholm, Schweden, absolviert. Er erhielt ein "TE Expert Innovator"-Level für mehrere Patente und hat sich auf 5G, Edge Computing und Edge Cloud konzentriert.
Marshall Chen
Marshall ist Engineering Director für den Geschäftsbereich Data & Devices bei TE Connectivity und
arbeitet seit 6 Jahren bei TE. In den letzten 20 Jahren konzentrierte er sich auf HF- und Highspeed
-Verbindungslösungen für Wireless- und Rechenzentrumsanwendungen. Er leitet die Entwicklungsaktivitäten durch
frühzeitiges Engagement mit globalen Kunden bei neuen Verbindungslösungen für drahtlose Infrastrukturen, einschließlich RRU/AAS, und Systeme für Rechenzentren wie Schalter, Server, Speicher und Verbrauchergeräte. Er liefert auch Designvorschläge und fortschrittliche Entwicklungskonzepte für die Plattformen der nächsten Generation der Kunden. Marshall erwarb einen Bachelor of Engineering an der University of Electronic Science and Technology of China und spezialisierte sich auf elektrische Materialien und Komponenten. Marshall hat mehrere Patente im Bereich HF- und Hochgeschwindigkeitsanschlüsse-Design.
Eine intelligentere, schnellere und dichtere Bereitstellung mit den intelligenten Lösungen von TE Connectivity – Chancen und Herausforderungen
Einführung
Die meisten Branchenanalysten sind sich einig, dass bis zum Jahr 2025 mehr als 75 Milliarden Geräte mit dem Internet der Dinge (IoT)1 verbunden sein werden, und die meisten werden drahtlose Technologie verwenden. 4G kann möglicherweise nicht mehr mithalten. 5G ist zum Glück auf dem Weg. Diese fünfte Generation der drahtlosen Technologie bringt Vorteile in drei Bereichen: höhere Geschwindigkeit, um mehr Daten zu bewegen, geringere Latenz, um reaktionsschneller zu sein, und die Möglichkeit, viel mehr Geräte auf einmal zu verbinden, von Sensoren bis hin zu Smart Devices. Tatsächlich wird erwartet, dass 5G-Netzwerke Daten bis zu 100-mal schneller beschleunigen als die heutige Technologie. Das erfordert erweiterte Konnektivität, um eine größere Bandbreite und eine Kommunikation mit hoher Klarheit zu ermöglichen. Die zukünftigen höheren Datengeschwindigkeiten können ein interaktives Ökosystem für eine intelligentere, produktive und noch vernetztere Welt ermöglichen. TE kann Ihr Partner für diese neue Welt sein.
5G ist auf dem Weg. Es wird Daten bis zu 100 Mal schneller als die heutige Technologie übertragen.
Sind Ihre Konstrukteure bereit für 5G?
Als kritische, aber knappe Ressource in der 5G-Ära kann das Spektrum in drei wichtigen Frequenzbereichen soll eine weitreichende Abdeckung bieten und alle 5G-Anwendungsfälle unterstützen: unter 1 GHz, 1-6 GHz und über 6 GHz. Die ersten beiden werden oft als Sub-6 GHz bezeichnet. Dies ist wichtig, da der zelluläre Datenverkehr weiter zunimmt und erweitertes mobiles Breitband zum zentralen Wertversprechen für den Verbraucher wird. Erweitertes mobiles Breitband (Enhanced Mobile Broadband, eMBB) ist einer der drei für 5G definierten Anwendungsfälle. Als Erweiterung der bestehenden 4G-Breitbanddienste werden diese Anwendungsfälle die ersten kommerziellen 5G-Dienste sein, die auf den Markt kommen. Sie werden jedoch weit über die Ermöglichung schnellerer Downloadgeschwindigkeiten hinausgehen.
Wir erwarten, dass sowohl die USA als auch China die erste Welle der 5G-Bereitstellung anführen werden. China wird sich auf erste Einsätze im C-Band (3-5 GHz) konzentrieren. Die Vereinigten Staaten hingegen werden sich bei den ersten Bereitstellungen auf den festen drahtlosen Zugriff durch Millimeterwellenfrequenz (über 24 GHz) sowie auf Einsätze in niedrigen Frequenzbändern (600 MHz) konzentrieren.
Wir glauben, dass es auf lange Sicht wichtig ist, das C-Band-Spektrum aufgrund des begrenzten spektralen Wirkungsgrads und Systemkapazitätsverbesserungen sowie der herausfordernden 1 ms-Latenz eine Herausforderung für die Bereitstellung von verbessertem mobilem Breitband darstellen. Um die Anforderungen an große zusammenhängende Bandbreiten zu unterstützen, muss mmWave in Betracht gezogen werden.
Mit der derzeitigen technischen Reife und der wirtschaftlichen Machbarkeit ist ein hybrides Netz sehr wahrscheinlich. Es wird beispielsweise erwartet, dass mmWave in großen städtischen Gebieten für feste drahtlose oder Hot-Spot-ähnliche Abdeckung eingesetzt wird, während Sub-6 GHz für die Abdeckung in Vororten oder kleinen Städten eingesetzt wird. 5G wird weiterhin mit 4G koexistieren.
Bereitstellung von 5G – Die richtigen Konnektivitätslösungen zur Lösung schwieriger technischer Herausforderungen
Für die Bereitstellung von 5G, Schlüsseltechnologien zu verstehen, wie z. B. den Übergang von separaten RRU- und Antennensystemen zu AAU mit massiven Multiple-Input, Multiple-Output (MIMO), die Antennenelemente und andere aktive Elektronik integrieren. Es wird erwartet, dass sich Antennensysteme von passiven Strukturen zu aktiven Antenneneinheiten entwickeln, die eine direkt am Antennenrand positionierte Elektronik enthalten. Es wird erwartet, dass die neuen aktiven Antennensysteme massive MIMO-Antennen bewegen, um mehrere Benutzer über mehrere drahtlose Kanäle zu bedienen, das sogenannte Multi-User Massive MIMO oder MU-MIMO. Wir erwarten, dass dadurch eine hohe Datenmenge pro Antennenelement durch interne Verbindungen wie Anschlüsse und Kabel entsteht.
Mit dem neuen 5G-Funkstandard (NR) können die Schlüsselkomponenten die RRUs und die Antennen in einem AAS kombinieren.
Eine integrierte Lösung
Aktives Antennensystem (AAS)
Von Türmen in ländlichen Gebieten bis hin zu städtischen Standorten – der Markt steht unter dem Druck, drahtlose Funksysteme der nächsten Generation zu entwickeln, die breitbandig, multimodal, hocheffizient und hochintegriert sein müssen, um eine große und vielfältige Anzahl von Anwendungen und Diensten zu bewältigen. Die Platzierung in Städten kann auch ländliche Türme innerhalb von Städten und andere unkonventionelle Orte wie Dächer, Straßenlaternen und die Straßen selbst und sogar in Tunneln umfassen. Langstreckenantennen werden wahrscheinlich immer noch die Langstreckenabdeckung in ländlichen Gebieten übernehmen – ähnlich wie es heute mit 4G gehandhabt wird.
AAS ist ein aktives Antennensystem, das die aktive Funkelektronik (Transceiver) mit dem passiven Antennen-Array integriert, um die Kapazität und Abdeckung zu erhöhen, den HF-Kabelbedarf und den Kabelverlust zu reduzieren – eine Schlüsselkomponente von 5G.
Massive MIMO gilt als eine zentrale, grundlegende Komponente des superschnellen 5G-Netzes der Zukunft. Obwohl es mehrere Technologien umfasst, ist MIMO im Wesentlichen eine drahtlose Multiplexing-Technologie, die das gleichzeitige Senden und Empfangen von mehreren Datensignalen über denselben Funkkanal ermöglicht. Hierbei wird typischerweise eine separate Antenne für das Senden und Empfangen jedes Datensignals verwendet. Obwohl es keine feste Zahl dafür gibt, was ein Massive MIMO-Setup ausmacht, wird die Beschreibung in der Regel auf Systeme mit Dutzenden oder sogar Hunderten von Antennen angewendet. Huawei, ZTE und Facebook haben beispielsweise massive MIMO-Systeme mit bis zu 96 bis 128 Antennen demonstriert.
Die Vorteile von Massive MIMO
Massive MIMO erhöht die Kapazität eines drahtlosen Netzwerks um das 50-fache. Mit mehr Antennen erreichen Sie auch eine bessere Datenratenleistung und Verbindungssicherheit sowie eine höhere Resistenz gegen Störungen/Blockierungen.
Hier sind jedoch die Herausforderungen, vor denen Konstrukteure stehen können:
- AAS und Massive MIMO erfordern eine größere Designkomplexität. Sie erfordern auch mehr Komponentenminiaturisierung und Hochgeschwindigkeitsverbindungen innerhalb des AAS. Die im Radio verwendeten Komponenten müssen für Signalintegrität (SI), elektromagnetische Interferenzen (EMI) und thermische Leistung qualifiziert sein. Dies sind die drei kritischen Aspekte innerhalb des Radios.
- Verbindungen müssen schnell, kostengünstig, leistungsstark, robust und klein sein. Die Anschlüsse müssen mit hohen Geschwindigkeiten, höherer Leistung und strengeren thermischen Anforderungen zurechtkommen und gleichzeitig kleiner sein, um die physische Gesamtgröße des AAS zu begrenzen. Angesichts der massiven Anzahl von Antennenelementen sind oft viele Anschlüsse erforderlich – die Montage einer großen Anzahl von Komponenten zu vertretbaren Kosten ist eine Herausforderung, die es zu bewältigen gilt. Dies ist ein wichtiger Punkt, für den TE Connectivity eine Lösung bieten kann.
Massive MIMO-Antennen
Was Ihnen eine Partnerschaft mit TE für 5G bringt
TE verfügt über jahrelange Erfahrung in den Bereichen Hochgeschwindigkeitsverbindungen, HF, Signalintegrität, thermische, robuste und mechanische Designs. Außerdem unterstützen wir eine hochmoderne globale Fertigung, die erstklassige Komponenten und Lösungen liefert. Darüber hinaus bietet TE ein umfangreiches Portfolio an Verbindungselementen, die die Herausforderungen von AAS in Bezug auf Design und Fertigung bewältigen können. TE arbeitet bei neuen Designs eng mit den F&E-Abteilungen unserer Kunden zusammen.
Neben der Datenkommunikation und der drahtlosen Konnektivität ist TE auch in vielen anderen Märkten vertreten – als Kunde profitieren Sie also von unserem Wissen, unserer fortschrittlichen Technologie und unserem Kundenservice. Wir sind ein globales Team mit großem Ingenieurstalent, Qualitätssicherung in unseren Fabriken und strategischer Produktentwicklung in unseren Entwicklungszentren. Wir haben einen Blick für das große Ganze und können Ihre Probleme verstehen und bei der Problemlösung für die nächste Generation helfen.
HF-Leiterplatte-auf-Filter- und HF-Leiterplatte-auf-Leiterplatte-Anschlüsse
Wir sind uns bewusst, dass zukünftige 5G-Wireless-Gerätedesigns ein neues Maß an hochzuverlässigen und anpassbaren Komponenten erfordern, die zu geringeren Kosten angeboten werden und die die weltweite drahtlose Infrastruktur ermöglichen können. Die neuen ERFV-HF-Koax-Anschlüsse von TE unterstützen 5G-Mobilfunkdesigns der nächsten Generation, indem sie Antennen- und Radio-Leiterplatte-auf-Leiterplatte- und Leiterplatte-auf-Filter-Verbindungen bei geringeren Kosten und einfacher Montage aufgrund ihres einteiligen, kompressiven Designs realisieren. ERFV Koax-Stecker wurden mit Blick auf die Einführung von 5G entwickelt und bieten bewährte Zuverlässigkeit mit hervorragender Versatztoleranz, Einfügungsdämpfung und Rückflussdämpfung.
Antennen
Unsere preisgünstigen Antennendesigns decken zahlreiche Frequenzbandgruppen ab, was den Betrieb auf regional unterschiedlichen freigegebenen Frequenzbändern ermöglicht. Unsere 5G-Antennen werden Daten mit innovativen Techniken wie Beamforming und MIMO verteilen, wodurch Ihre 5G-Netzwerke zuverlässig und skalierbar sein können. Unser breites Sortiment an Antennentechnologien, darunter Zwei-Komponenten-und metallgestanzte Lösungen sowie Leiterplatten und FPCs (Flexible Printed Circuit) und Laser-Direkt-Strukturierung (LDS), umfasst kundenspezifische und Standardausführungen.
FullAXS- und FullAXS Mini-Anschlüsseabdichtungssystem und Kabelgarnituren
Diese Anschlüsse-Abdichtungssysteme werden in rauen Außenumgebungen installiert. Die FullAXS Mini-Anschlüsse von TE bieten diese kompakte Größe und Skalierbarkeit, um eine Glasfaser-, Leistungs- und Signalübertragung in vielen Umgebungen zu ermöglichen. Diese neuen Anschlüsse sind 23 % kleiner als die aktuellen FullAXS-Verbindungen von TE und können dank des flexiblen Abdichtungssystems praktisch überall an der Box angebracht werden. Diese Anschlüsse sind widerstandsfähig, robust und können problemlos im Außenbereich installiert werden und passen sich an Strom-, Glasfaser- und Kupferkabel an. Sie sind sehr widerstandsfähig auf IP68-Niveau für eine breite Palette von 5G-Anwendungen.
Hochgeschwindigkeits-I/O-Anschlüsse und Cages
Unser breites Portfolio an Hochgeschwindigkeits-I/O-Cages und -Anschlüssen wurde entwickelt, um Hochgeschwindigkeits-I/O-Verbindungen für AAS, Basisbandeinheiten und Edge-Cloud-Infrastruktursysteme bereitzustellen. Die Hochgeschwindigkeits-I/O-Produkte von TE sind auf Geschwindigkeit, Dichte und Flexibilität sowie Wirkungsgrad und Standardisierung ausgelegt. Unsere neueste Generation von I/O-Produkten wurde für die thermische Leistung und Signalintegrität weiter verbessert, beides wichtige Anforderungen für die Hochgeschwindigkeitskommunikation. Zu den Produkten gehören: SFP28, QSFP28, QSFP-DD.
Silber-Verbindungssystem zur internen Verkabelung
Als eine der flexibelsten Lösungen bieten unsere internen kabelgebundenen Sliver-Verbindungen Datenraten von bis zu 25 Gbit/s, die für Anwendungen wie 5G AAS, Rechenzentren und Telekommunikations-Schaltung und Routing nützlich sind. Diese Produktfamilie ermöglicht eine neuartige und effiziente Art der Unterstützung von Hochgeschwindigkeitsverbindungen innerhalb von Kommunikationssystemen. Unsere Sliver-Produktfamilie vereinfacht das Design und trägt zur Senkung der Gesamtsystemkosten bei, da keine Re-Timer und kostspieligen Platinenmaterialien mit geringerem Verlust erforderlich sind, um mit einem Hochgeschwindigkeitskabel von TE Geschwindigkeiten von bis zu 25 Gbit/s zu erreichen.
Mezzanine- und Backplane-Anschlüsse
Unsere effizienten Hochgeschwindigkeits-Stacking-Anschlüsse nutzen den Platz auf der Leiterplatte effektiv mit einer Leiterplatte-auf-Leiterplatte-Verbindungslösung und liefern eine Hochgeschwindigkeitsleistung von +15 Gbit/s. Unsere STRADA Mesa-Anschlüsse bieten ein Design, das drei Optionen für die Anordnung von Stift- und Buchsensignalkontakten bietet – hochgeschwindigkeits-differenziell, hochverdichtet-einendig und HF/koaxial – für verschiedene Anwendungsanforderungen. Das kompakte Profil hilft bei einer besseren Wärmeableitung im System. Mit unserer STRADA Whisper Backplane-Anschlussfamilie bieten wir ein einzigartiges Design, das Daten mit atemberaubenden Geschwindigkeiten von 25 Gbit/s übertragen kann und eine innovative Skalierbarkeit bis zu 112 Gbit/s ermöglicht. Auf diese Weise können Sie zukünftige System-Upgrades effizient umsetzen, ohne die Back- oder Midplane kostenintensiv umgestalten zu müssen. Sie wurden in Hinblick auf Ihre Anforderungen an Hochleistungssysteme mit großer Bandbreite entwickelt.
Leistungsanschlüsse und Kabelgarnituren
Von internen und halb-internen bis hin zu externen Stromverbindungen – die Stromversorgungsprodukte und -systeme von TE lassen Ihre Energie fließen. Zu diesen Produkten gehören ELCON-Mini-Leistungsanschlüsse für die Systemleistung und DC-KlinkenAnschlüsse, die ein schnelleres Laden im USB-Format ermöglichen. Unsere äußerst zuverlässigen Stromversorgungsprodukte können eine höhere Leistung in kleineren Formfaktoren liefern und unterstützen Leiterplatte-auf-Leiterplatte- und Kabel-an-Leiterplatte-Anwendungen. So bieten die ELCON-Mini-Anschlüsse eine kosteneffiziente Lösung für die Kabel-an-Leiterplatte-Stromversorgung, unterstützen hohe Ströme bis zu 40 A pro Kontakt und bieten Vertrauen in die Konnektivität mit positiver Metall- und Verriegelungsretention.
Hochgeschwindigkeitskabelsätze
Dabei handelt es sich um leichte Baugruppen, die speziell für Edge-Anwendungen wie Virtual Reality (VR), Spiele sowie medizinische und industrielle Anwendungen entwickelt wurden. Durch ihr Standard- und Plattformdesign können diese Baugruppen einfach und schnell an die Bedürfnisse des Anwenders angepasst werden. Sie bieten verlustarme Verbindungen, ein einfacheres Systemlayout und flexible Anschlüsse für Systeme. Die Buchsen und Kabelgarnituren übertragen Signale nachweislich unterbrechungsfrei und bieten eine hervorragende Leistung bei hohen Datenraten. Darüber hinaus wurden unsere steckbaren Hochgeschwindigkeits-I/O-Kupferkabel für 56 Gbit/s und mehr entwickelt. Mit unserem Know-how in den Bereichen Signalintegrität und Systemarchitektur können wir eines der marktweit leistungsstärksten Portfolios für QSFP28- und SFP28/56-Kabelsätze anbieten. Diese Kabelsätze unterstützen Gesamtdatenraten von bis zu 400 Gbit/s. Unsere Kabelsätze erfüllen die Anforderungen für 100G Ethernet und InfiniBand Enhanced Data Rate (EDR) und liegen damit in der Realisierung von Verbindungen der nächsten Generation weit vorn. Wir bieten außerdem maßgeschneiderte Verkabelungslösungen und passende I/O-Cages und -Anschlüsse.
Sensoren
Kompakte, zuverlässige Sensoren von TE können zum Schutz Ihrer Netzwerk-RRUs und -AAS beitragen. TE bietet eine Reihe von Sensoren, einschließlich Temperatur-, Feuchtigkeits-, Steuerungs- und Schocksensoren. Unsere Sensoren werden in verschiedenen Anwendungen in miniaturisierten Gehäusen, Multi-Sensor-Modulen, Konstruktionen mit extrem niedrigem Stromverbrauch und Gehäusen für raue Umgebungen eingesetzt. Zuverlässige, präzise Sensoren bilden die Grundlage für Ihre Ingenieure, um die verschiedenen Eigenschaften in Anwendungen zu verstehen – von Motorlagern bis hin zur häuslichen Krankenpflege. Die Einführung von 5G wird eine „Echtzeit“-Reaktion auf das Netz ermöglichen, was viel mehr Verbindungen bei geringeren Kosten und geringerem Stromverbrauch erlaubt. Aufgrund der Möglichkeit, gleichzeitig Verbindungen zu Tausenden von Geräten mit äußerst hohen Geschwindigkeiten und niedriger End-to-End-Latenz herzustellen, gehen die Ingenieure davon aus, dass 5G sich erheblich auf industrielle, persönliche und medizinische Anwendungen auswirken wird. In dem Maße, in dem Unternehmen beginnen zu verstehen, welche Art von Sensoren benötigt werden und wie sie mit dem Gesamtsystem verbunden werden, werden kundenspezifische Sensoren entwickelt, um die spezifischen Anforderungen zu erfüllen, die für den Einsatz eines vollständig vernetzten Systems erforderlich sind. Die in diesen Anwendungen eingesetzten Sensoren sind wichtig für genaue und zuverlässige Daten.
INNERHALB DER FUNKEINHEIT
Veränderungen und Herausforderungen
Im Inneren der Funkeinheit für 5G ist die aktive Elektronik mit dem passiven Antennen-Array integriert. Diese Komponenten sind so angeordnet, dass eine Antennenleiterplatte und eine Elektronikleiterplatte sowie Filter benötigt werden.
Bitte beachten:
- Besteht aus vielen Antennenelementen (64 –>128)
- Erfordert Hochgeschwindigkeitsverbindungen, um die I/O-Schnittstelle mit der Funkleiterplatte zu verbinden
- Darüber hinaus benötigen sie Hochgeschwindigkeits-I/O-Schnittstellen für innerhalb und außerhalb des AAS
- Höchstwahrscheinlich sind Strom-, Glasfaser- und Hybridschnittstellen (Power, RF, Low Speed Signal) enthalten
- Darüber hinaus müssen Sie, abgesehen von den Verbindungen und Sensoren, das Silizium, Duplexer, Oszillatoren usw. berücksichtigen.
WAS SIND DIE WICHTIGSTEN HERAUSFORDERUNGEN FÜR ANSCHLÜSSE VON FUNKEINHEITEN?
- Die Verbindungen müssen Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungssignale mit strengeren EMI- und SI-Anforderungen verarbeiten, die durch strengere thermische Anforderungen noch verstärkt werden.
- Verbindungen müssen kleiner sein, um die physische Gesamtgröße des AAS zu begrenzen.
- Und, wie bereits erwähnt, sind viele Verbindungen erforderlich, angesichts der großen Anzahl von Antennenelementen und der einfachen Handhabung in der Fertigung.
WIE BEWÄLTIGT TE DIESE HERAUSFORDERUNGEN?
Die Antenne ist das wichtigste Element, um in einem drahtlosen System zu kommunizieren. TE verfügt über ein breites Design- und Fertigungsportfolio, um leistungsstarke 3D-Antennenstrukturen zu erstellen. Der Speisepunkt der Antenne in Massive-MIMO-Systemen ist häufig ein Leiterplatte-auf-Leiterplatte-Koax-Anschlüsse. TE hat verschiedene Lösungen im Portfolio, von denen der ERFV-Koax-Anschlüsse einen neuen Ansatz für die Lösung kritischer Konnektivität bieten könnte. Der ERFV-Anschlüsse kann als einteiliger Anschlüsse beschrieben werden, der durch Federkräfte mit der Leiterplatte in Kontakt kommt und so sehr zuverlässige Verbindungen bietet und die Montagetoleranzen ausgleicht. Das Filter, als nächste wichtige Komponente in Ihrem Design, wird mit einem ERFV-Koax-Stecker mit der Antenne und mit einem zweiten Koax-Stecker mit der Verstärkerplatine verbunden. Die Verstärkerplatine erfasst alle Antennendaten.
Eine riesige Datenmenge muss in Richtung des zentralen Prozessors transportiert werden. High-Speed-Kabelsätze, wie z. B. die Sliver-Verbindungen von TE, zeichnen sich durch hohe Designflexibilität, geringes Übersprechen und niedrige Einfügungsdämpfung aus und ermöglichen den Datentransport mit hoher Geschwindigkeit. Darüber hinaus ist das Radio Teil des drahtlosen Netzwerks und benötigt eine optische Verbindung zum Netzwerk. Das Hochgeschwindigkeits-I/O-Portfolio von TE unterstützt die EMI- und thermischen Herausforderungen. Beispielsweise sind SFP, SFP28, QSFP und QSFP28 gut für Funkanwendungen geeignet. Diese Anschlüsse, die mit einem optischen Transceiver verbunden sind, müssen unter Umständen für bestimmte Umgebungsbedingungen geschützt werden, wobei das FullAXS-Verbindungsproduktportfolio von TE zum Einsatz kommt. Außerdem müssen Sie Ihr System wahrscheinlich mit Strom versorgen. Die ELCON Mini-Anschlüsse von TE sind leistungsstarke und zuverlässige Speisepunkte für das Funkgerät.
TE für Funkprodukte
- Beziehen Sie unsere robusten Lösungen, wie z. B. FullAXS-Anschlüsse, zum Schutz der empfindlichen Hochgeschwindigkeits-, Strom- und Glasfasersysteme ein.
- Die kundenspezifischen thermischen Lösungen von TE, einschließlich der Interleaved-Kühlkörperlösung, können die I/O-Kühlung verbessern und zu einer längeren Lebensdauer der optischen I/O-Module führen.
GLASFASER EBNET DEN WEG ZU 5G (ZWISCHEN FUNKGERÄT UND BBU)
In 5G-Netzen erwarten wir eine stärkere Nutzung von Cloud-ähnlichen Konzepten, die sowohl auf das Funkzugangsnetz als auch auf das Kernnetz angewendet werden. Ein Beispiel: C-RAN (Cloud-Radio Access Network) wird sich sowohl auf die Zentralisierung von Basisbandeinheiten (BBUs) als auch auf die Einführung von Cloud-Technologien wie Virtualisierung konzentrieren. Während OEMs wählen können, wo sie die BBU-Funktionalität aufteilen, wird sich diese Aufteilung direkt auf die benötigte I/O-Bandbreite auswirken. Das I/O-Produktportfolio von TE unterstützt 10G- bis hin zu 400G-Schnittstellen und damit eine Vielzahl möglicher Lösungen, die die Industrie benötigen könnte.
Durch die Zentralisierung der BBUs an einem C-RAN-Hub wird jedoch eine neue Schicht in das Netzwerk eingeführt, die als Fronthaul bezeichnet wird. Fronthaul ist die Verbindung zwischen dem BBU-Pool und den Remote Radio Heads am Zellenstandort oder der kleinen Zellenposition. Obwohl Glasfaser die beste Fronthaul-Option ist, da sie mehr Bandbreite liefert, wird es wahrscheinlich immer einen Platz für Mikrowellenverbindungen geben, je nach Standort. Um die Glasfaserverbindungen zu minimieren, können einige Funkgeräte mit den verlustarmen, direkt angeschlossenen Kupferkabeln (DAC) von TE in Reihe geschaltet werden. Dies ist eine typische, von TE vorgeschlagene Lösung, die Ihre thermische Belastung senken kann, wodurch wärmeerzeugende Komponenten wie die optischen Transceiver vermieden werden.
Welche Herausforderungen bringen diese Veränderungen für die Verbindungen mit sich?
Das massive MIMO-Aktivantennensystem wird im Inneren des Gehäuses mit Elektronik vollgepackt sein, die eine Menge Wärme erzeugt. Alle Komponenten müssen höheren thermischen Belastungen standhalten.
Wie löst TE Connectivity diese Herausforderungen?
TE hat sich auf die Verbesserung des thermischen Verhaltens und der Leistung seiner Hochgeschwindigkeits-I/O-Anschlüssecages konzentriert. Diese Lösungen können die für die Anwendung erforderliche Kühlung oder thermische Leitfähigkeit bieten.
C-RAN FÜR VERBINDUNGEN
Für C-RAN sind Verbindungen mit höherer Bandbreite erforderlich. Tatsächlich nehmen die Hochfrequenzbänder von ca. 1,8 Ghz bis ca. 6 Ghz sowie der mmWave-Bereich von über 24 Ghz und bis zu 100 Ghz zu. Dies wird durch neue Transceiver mit höherer Bandbreite unterstützt, die neue Modulationsverfahren verwenden. TE Connectivity löst diese Herausforderungen, indem wir eine Reihe von Lösungen anbieten, darunter die Integration unserer Hochgeschwindigkeits-E/A-, Stromversorgungs-, Steckdosen-, Sliver-Verbindungen, Leiterplatte-auf-Leiterplatte- und Backplane-Kabel und robuste Geräte.
TE Produkte zwischen der Funkeinheit und der BBU:
- Robustes Kabel: FullAXS-Verbindungen – Vorkammer-Optionen verfügbar
- SFP / QSFP Produktfamilie (SFP, QSFP, SFP28, QSFP28, QSFP-DD)
- Hochgeschwindigkeits-I/O- und DAC-Kabel
TE Produkte innerhalb der BBU:
Hochgeschwindigkeits-I/O, DAC-Kabel und Kabelsätze, STRADA Whisper, Sliver-Verbindungen, Stromversorgungs-Produktfamilien zeigen unser Fachwissen in Rechenzentren und Cloud-to-Cloud-RAN-Architekturen.
Hochfrequenzbänder nehmen von ca. 1,8 Ghz bis ca. 6 Ghz sowie der mmWave-Bereich von über 24 Ghz und bis zu 100 Ghz zu.
DIE ZUKUNFT VON 5G LIEGT IN DER CLOUD
Das Kernnetzwerk für 5G muss sich auf eine äußerst effiziente Cloud-Infrastruktur verlassen. Cloud RAN (oder zentralisiertes RAN) ist ein aktueller Trend und Betreiber im Asien-Pazifik-Raum sind führend auf dem Markt. So führen beispielsweise chinesische, koreanische und japanische Betreiber aggressiv fortschrittliche neue C-RAN-Architekturen ein. Mit C-RAN wird die Basisbandverarbeitung für viele Zellen zentralisiert. Zu den Vorteilen von C-RAN gehören eine verbesserte Leistung aufgrund der Möglichkeit, sich zwischen den Zellen abzustimmen, sowie eine Kostenreduzierung durch die Bündelung von Ressourcen.
Mit der zunehmenden Größe und Leistung von Rechenzentren hat sich ein neuer Trend entwickelt: Edge Computing und Edge Cloud. Anstelle von Rechenzentren, die den Großteil der Rechenarbeit erledigen, können in diesem Paradigma des verteilten Rechnens verteilte Geräteknoten wie Smart Devices (mit eingebetteten Sensoren) oder Edge Devices die Arbeit übernehmen. Viele glauben, dass sich das Gerätedesign hin zu intelligenten Sensoren mit integrierten Mikrocontrollern, Aktuator-Treiber-Chips und Modulen verschiebt. Dadurch ändern sich die Rolle und die Anforderungen an die in einem System beteiligten Anschlüsse und Kabel.
In die Cloud und wieder zurück
TE Connectivity ermöglicht mit seinen Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungsverbindungen und Stromversorgungsprodukten die Übertragung hochsensibler Daten vom Gerät zur Cloud und wieder zurück.
Mit unseren Hochleistungsantennen in den Geräten und in den Active Antenna Systems (AAS) von Telekommunikationsanbietern werden beispielsweise die Daten und der Strom von den AAS-Systemen über unsere FullAXS-Interconnects bis hinunter zu den Edge-Cloud-Einheiten laufen. Diese Systeme unterstützen robuste Glasfaser-/Strom-/Ethernet-Schnellinstallationsschnittstellen. Die Signale gelangen dann über unsere Hochgeschwindigkeits-E/A-Ports mit thermischen und EMI-Schutzfunktionen über die internen Hochgeschwindigkeitsverkabelungssysteme Sliver von TE in die Edge-Cloud-Einheiten, die die Latenzzeit reduzieren und die Systemflexibilität erhöhen. Das Signal wird dann über die Subsysteme in den Edge-Cloud-Einheiten entweder durch unsere STRADA Whisper-Backplane und Leiterplatte-auf-Leiterplatte -Produkte oder unsere Hochgeschwindigkeits-DAC-Kabel verteilt und dann wieder zurück zum Telco-Mast und den AAS-Systemen "3 "und drahtlos zurück zum Gerät. Die Stromversorgungsanforderungen des gesamten Netzwerks werden mit dem breiten Stromversorgungsportfolio von TE unterstützt, das Leiterplatte-auf-Leiterplatte- und kabelgebundene Stromversorgungen sowohl für interne als auch für externe Anwendungen umfasst.
Die Vorteile von Edge Computing und CORD®
5G-Edge-Computing, bei dem Endbenutzeranwendungen am Rand des Kernnetzes ausgeführt werden, wird eine größere Kapazität, geringere Latenz, mehr Mobilität und eine höhere Zuverlässigkeit und Genauigkeit bieten. Darüber hinaus wird Cloud Computing der Wirkungsgrad und die Leistung riesiger Rechenzentren selbst in die kompaktesten 5G-Geräte bringen.
CORD® ist eine Art von Edge Computing, das die Cloud auf die Benutzer verteilt. Laut der Open Networking Foundation könnte CORD® Edge in eine agile Service-Delivery-Plattform verwandeln, die es dem Betreiber ermöglicht, ein effizientes Endbenutzererlebnis zusammen mit innovativen
Services der nächsten Generation anzubieten.
Die CORD-Plattform (Central Office Re-architected As a Datacenter) nutzt SDN-, NFV- und Cloud-Technologien, um agile Rechenzentren für das Netzwerk-Edge aufzubauen. Durch die Integration mehrerer Open-Source-Projekte bietet CORD eine cloud-native, offene, programmierbare und agile Plattform für Netzbetreiber zur Entwicklung innovativer Dienste.
- Open Networking Foundation
Wichtige Vorteile
Es wird eine stärker standardisierte Infrastruktur und offene Bausteine ermöglichen, die für Skaleneffekte im Rechenzentrum sorgen.
Herausforderungen von C-RAN für Verbindungen?
- Verbindungen mit höherer Bandbreite sind erforderlich.
- Dies wird durch neue Transceiver mit höherer Bandbreite unterstützt.
Wie helfen die Konnektivitätslösungen von TE bei der Lösung dieser Probleme?
- Wir bieten eine Reihe von Lösungen, einschließlich der Integration unserer Hochgeschwindigkeits-I/O-, Stromversorgungs-, Buchsen-,
Sliver-, BTB-Backplane-Kabel und robusten Geräte.
TE Produkte innerhalb der BBU:
- Die High-Speed-I/O-, DAC-Kupfer-, Kabel/Kabelsätze, STRADA Whisper-, Sliver- und
Strom-Produktfamilien von TE demonstrieren unser Fachwissen in den Bereichen Rechenzentren und Cloud-to-Cloud-RAN-Architekturen.
Über die Autoren
Lieven Decrock
Lieven ist Technologe und leitender Elektroingenieur für den Geschäftsbereich Data & Devices von TE. Er ist seit 22 Jahren im Unternehmen tätig. Als Ingenieur für Signalintegrität war er an der Entwicklung von Hochgeschwindigkeitsanschlüssen und Kabelgarnituren beteiligt. Als Technologe arbeitet er bei elektrischen und optischen Systemen ganz vorne mit und hilft dabei, die Lösungen für die Systeme der nächsten Generation zu definieren.
Lieven erhielt 1996 seinen Master of Science in Elektromechanik von der Universität Leuven und 2004 seinen Master of Science in Elektromagnetischer Kompatibilität und Funkkommunikation von der Universität York (UK). Lieven ist Inhaber mehrerer Patente.
Rickard Barrefelt
Rickard ist Field Application Engineering Manager für EMEA & Indien für den Geschäftsbereich Data & Devices von TE Connectivity. Rickard arbeitet seit 7 Jahren bei TE und konzentriert sich auf neue Designs und Innovationen für Kundenanwendungen in den Bereichen Wireless, Verbraucher- und Datenkommunikation sowie für Plattformen der nächsten Generation.
Rickard hat ein Maschinenbau-Studium mit Spezialisierung auf Industriedesign an der Königlichen Technischen Hochschule (KTH) in Stockholm, Schweden, absolviert. Er erhielt ein "TE Expert Innovator"-Level für mehrere Patente und hat sich auf 5G, Edge Computing und Edge Cloud konzentriert.
Marshall Chen
Marshall ist Engineering Director für den Geschäftsbereich Data & Devices bei TE Connectivity und
arbeitet seit 6 Jahren bei TE. In den letzten 20 Jahren konzentrierte er sich auf HF- und Highspeed
-Verbindungslösungen für Wireless- und Rechenzentrumsanwendungen. Er leitet die Entwicklungsaktivitäten durch
frühzeitiges Engagement mit globalen Kunden bei neuen Verbindungslösungen für drahtlose Infrastrukturen, einschließlich RRU/AAS, und Systeme für Rechenzentren wie Schalter, Server, Speicher und Verbrauchergeräte. Er liefert auch Designvorschläge und fortschrittliche Entwicklungskonzepte für die Plattformen der nächsten Generation der Kunden. Marshall erwarb einen Bachelor of Engineering an der University of Electronic Science and Technology of China und spezialisierte sich auf elektrische Materialien und Komponenten. Marshall hat mehrere Patente im Bereich HF- und Hochgeschwindigkeitsanschlüsse-Design.
