Déploiement mieux maîtrisé, plus rapide et plus dense avec les solutions intelligentes de TE Connectivity – Nouvelles possibilités et enjeux
Introduction
La plupart des analystes de l’industrie s’accordent à dire que plus de 75 milliards d’appareils de l’Internet des Objets (IoT)1 seront connectés d’ici 2025, et la plupart utiliseront la technologie sans fil. La 4G ne sera peut-être pas en mesure de suivre la cadence. Heureusement, la 5G est en route. Cette cinquième génération de technologie sans fil apporte des avantages dans trois domaines : une vitesse accrue pour transférer davantage de données, un temps de réponse réduit pour être plus réactive et la capacité à connecter simultanément un plus grand nombre d’appareils, des capteurs aux appareils intelligents. En réalité, les réseaux 5G devraient transmettre les données jusqu’à 100 fois plus vite que la technologie actuelle. Cela nécessitera une connectivité avancée pour une bande passante plus large et des communications de grande clarté. L’augmentation des débits de données à l’avenir peut permettre de créer un écosystème interactif pour un monde plus intelligent, productif et encore plus connecté. TE peut être votre partenaire pour ce nouveau monde.
La 5G est en route. Elle permettra de transmettre les données jusqu’à 100 fois plus vite que la technologie actuelle.
Vos ingénieurs de conception sont-ils prêts pour la 5G ?
En tant que ressource essentielle mais rare à l’ère de la 5G, le spectre dans trois gammes de fréquences clés devrait offrir une couverture étendue et prendre en charge tous les cas d’utilisation de la 5G : inférieur à 1 GHz, entre 1 et 6 GHz et supérieur à 6 GHz. Les deux premiers sont souvent désignés par l’expression sub-6GHz. Cet élément est important car le trafic de données cellulaires continue d’augmenter et le haut débit mobile amélioré est en passe de devenir la principale proposition de valeur pour les consommateurs. Le haut débit mobile amélioré (eMBB) est l’un des trois ensembles de cas d’utilisation définis pour la 5G. En tant qu’extension des services haut débit 4G existants, ces cas d’utilisation seront les premiers services 5G commerciaux à être lancés. Toutefois, ils ne permettront pas simplement d’accélérer les vitesses de téléchargement.
Nous nous attendons à ce que les États-Unis et la Chine mènent tous deux la première vague de déploiements de la 5G. La Chine concentrera les déploiements initiaux dans la bande C (3 à 5 GHz). Les États-Unis, quant à eux, concentreront les déploiements initiaux sur l’accès sans fil fixe via le spectre de fréquences de l’onde millimétrique (mmWave) (au-dessus de 24 GHz), ainsi que dans les bandes basses (600 MHz).
Nous pensons qu’à long terme le spectre de la bande C pourrait avoir des difficultés à fournir un haut débit mobile amélioré en raison de ses limites en matière d’amélioration du rendement spectral et des capacités du système, ainsi que de son temps de réponse problématique de 1 ms. Pour répondre aux exigences relatives aux larges bandes passantes contiguës, un recours au mmWave devra être envisagé.
En réalité, compte tenu de la maturité technique et de la faisabilité économique actuelles, un réseau hybride est très probable. Par exemple, dans les grandes zones urbaines, mmWave devrait être déployé pour une couverture sans fil fixe ou de type hotspot, tandis que la sub-6 GHz devrait être déployée pour couvrir les banlieues ou les petites villes. La 5G continuera à coexister avec la 4G.
Déploiement de la 5G : Les bonnes solutions de connectivité pour résoudre les défis techniques complexes
Pour déployer la 5G, il est important de comprendre les technologies clés telles que le passage de systèmes RRU et d’antennes séparés aux systèmes AAU avec des éléments d’antenne intégrant la technologie MIMO (Multi-input Multi-output) massive et d’autres composants électroniques actifs. Il est prévu que les systèmes d’antennes passent de structures passives à des antennes actives, contenant des composants électroniques positionnés directement sur le bord de l’antenne. Les nouveaux systèmes d’antennes actives devraient déplacer l’antenne MIMO massive pour desservir plusieurs utilisateurs via plusieurs canaux sans fil, ce que l’on appelle le MIMO massif multi-utilisateurs ou MU-MIMO. Nous nous attendons à ce que cela génère une grande quantité de données par élément d’antenne via des connexions internes telles que des connecteurs et des câbles.
Avec la norme 5G NR (New Radio), les composants clés peuvent combiner les RRU et les antennes dans un AAS.
Une solution intégrée
Système d’antenne active (AAS)
Des tours rurales aux implantations en milieu urbain, les entreprises du marché sont poussées à concevoir des systèmes radio sans fil de nouvelle génération qui doivent être à large bande, multimodes, très efficaces et hautement intégrés pour gérer un ensemble vaste et diversifié d’applications et de services. L’implantation en milieu urbain peut également inclure des tours rurales à l’intérieur des villes et d’autres espaces peu conventionnels tels que les toits, les éclairages publics et les rues elles-mêmes, voire les tunnels. Les antennes longue distance continueront probablement à assurer la couverture longue distance dans les zones rurales, de la même manière que ce que nous avons aujourd’hui avec la 4G.
L’AAS est un système d’antenne active qui intègre l’électronique de la radio active (émetteur-récepteur) au réseau d’antennes passives afin d’augmenter la capacité et la couverture, de réduire les besoins en câbles RF et la perte de câbles. C’est un élément clé de la 5G.
Le MIMO massif est considéré comme un composant essentiel et fondamental du réseau 5G ultra-rapide du futur. Bien qu’il implique plusieurs technologies, le MIMO est essentiellement une technologie de multiplexage sans fil qui permet la transmission et la réception de plusieurs signaux de données simultanément sur le même canal radio, généralement en utilisant une antenne distincte pour la transmission et la réception de chaque signal de données. Bien qu’il n’y ait pas de chiffre défini de ce qui constitue une configuration MIMO massif, la description a tendance à être appliquée aux systèmes dotés de dizaines, voire de centaines d’antennes. Par exemple, Huawei, ZTE et Facebook ont fait la démonstration de systèmes MIMO massifs comportant entre 96 et 128 antennes, ce qui est beaucoup.
Les avantages du MIMO massif
Le MIMO massif augmente la capacité d’un réseau sans fil de 50 fois. Le nombre d’antennes plus important vous permet également d’obtenir de meilleures performances et une meilleure fiabilité du réseau en matière de débit de données, ainsi qu’une plus grande résistance aux interférences/au brouillage.
Cependant, voici les défis auxquels les ingénieurs de conception peuvent être confrontés :
- L’AAS et le MIMO massif nécessitent une plus grande complexité de conception. Ils nécessitent également une miniaturisation plus importante des composants et davantage d’interconnexions à haut débit au sein de l’AAS. Les composants utilisés dans la radio doivent répondre aux critères d’intégrité du signal, d’interférences électromagnétiques (EMI) et de performances thermiques. Ce sont les trois aspects essentiels à l’intérieur de la radio.
- Les connexions doivent être rapides, rentables, puissantes, renforcées et petites. Elles doivent gérer des exigences thermiques plus rapides, plus puissantes et plus strictes et, en même temps, elles doivent être plus petites pour limiter la taille physique globale de l’AAS. De nombreuses connexions sont souvent nécessaires, étant donné le nombre très élevé d’éléments d’antenne. L’installation d’un grand nombre de composants à un coût raisonnable est une problématique qui doit être gérée. Il s’agit d’une valeur clé qu’une solution TE Connectivity peut fournir.
Antennes MIMO massives
Pourquoi s’associer à TE pour la 5G ?
TE possède un savoir-faire de plusieurs années en matière d’interconnexion à haut débit, de RF, d’intégrité du signal, ainsi que de conception thermique, renforcée et mécanique. Nous soutenons également une empreinte de fabrication mondiale de pointe, en fournissant des composants et des solutions de premier ordre. En outre, TE propose une vaste gamme d’interconnexions qui peut relever les défis de conception et de fabrication des AAS. TE travaille en étroite collaboration avec les services R&D de nos clients sur de nouvelles conceptions.
Au-delà des communications de données et de la connectivité sans fil, TE est présente sur de nombreux autres marchés. En tant que client, vous bénéficiez donc de notre apprentissage, de notre technologie de pointe et de notre service client. Nous sommes une équipe mondiale dotée de talents en ingénierie, d’une assurance qualité dans nos usines et d’un développement stratégique des produits dans nos centres d’ingénierie. Nous avons une vue d’ensemble et pouvons comprendre vos problématiques et vous aider à résoudre les problèmes de nouvelle génération.
Connecteurs RF carte-à-filtre et RF carte-à-carte
Nous reconnaissons que les futures conceptions d’équipements sans fil 5G nécessiteront un nouveau niveau de composants hautement fiables et personnalisables, offerts à moindre coût afin de permettre le développement de l’infrastructure sans fil mondiale. Les nouveaux connecteurs coaxiaux RF ERFV de TE prennent en charge les conceptions sans fil 5G de nouvelle génération en mettant en œuvre des connexions antenne et radio carte-à-carte et carte-à-filtre pour un coût et une commodité d’assemblage inférieurs grâce à leur conception compressive monobloc. Les connecteurs coaxiaux ERFV sont conçus pour l’avènement de la 5G et offrent une fiabilité éprouvée avec une excellente tolérance au désalignement, une perte d’insertion et une perte de retour.
Antennes
Nos conceptions d’antennes s’adaptent à de nombreuses bandes de fréquences pour fonctionner sur n’importe quel réseau, sur les marchés régionaux et mondiaux, à un prix compétitif. Nos antennes 5G distribueront des données avec des techniques innovantes telles que le beamforming et le MIMO, ce qui peut permettre à vos réseaux 5G d’être fiables et évolutifs. Notre vaste gamme de technologies d’antennes comprend des antennes standard et des antennes personnalisées, avec des solutions de moulage à double injection, de métal embouti, de circuit imprimé flexible (FPC), de circuit imprimé et de structuration directe au laser (LDS).
Système d’étanchéité de connecteurs et câbles préassemblés FullAXS et FullAXS Mini
Ces systèmes d’étanchéité des connecteurs sont installés dans des environnements extérieurs difficiles. Les connecteurs FullAXS Mini de TE offrent la petite taille et l’évolutivité nécessaires pour vos projets de connectivité par fibre optique, d’alimentation et de signaux pour de nombreux environnements. Ces nouveaux connecteurs sont 23 % plus petits que les interconnexions FullAXS actuelles de TE et peuvent être placés presque n’importe où sur le boîtier grâce à leur système d’étanchéité flexible. Ces connecteurs sont renforcés, robustes et peuvent être facilement installés à l’extérieur et s’adapter à un câble d’alimentation, en fibre optique ou en cuivre. Ils sont très durables au niveau IP68 pour une large gamme d’applications 5G.
Connecteurs et cages d’E/S à grande vitesse
Notre vaste gamme de cages et de connecteurs d’E/S à grande vitesse est conçue pour aider à fournir des connexions d’E/S haut débit pour les AAS, les unités de bande de base et les systèmes pour l’infrastructure edge cloud. Les produits d’E/S à grande vitesse de TE sont conçus pour la vitesse, la densité et la flexibilité, ainsi que pour le rendement et la normalisation. Notre dernière génération de produits d’E/S a encore été améliorée au niveau des performances thermiques et de l’intégrité du signal, deux exigences clés pour les communications haut débit. La gamme comprend notamment les produits suivants : SFP28, QSFP28, QSFP-DD.
Interconnexions câblées internes Sliver
Nos interconnexions câblées internes Sliver, l’une des solutions les plus flexibles, fournissent des débits de données allant jusqu’à 25 Gbit/s, ce qui est utile pour des applications telles que l’AAS 5G, la commutation et le routage de centres de données et de télécommunications. Cette famille de produits offre un moyen novateur et efficace de prendre en charge les connexions haut débit au sein des systèmes de communication. Notre famille de produits Sliver simplifie la conception et contribue à réduire les coûts du système global en éliminant le besoin de resynchronisateurs et de matériaux de circuits imprimés plus coûteux à faible perte tout en atteignant des vitesses allant jusqu’à 25 Gbit/s avec l’utilisation d’un câble haute vitesse TE.
Connecteurs mezzanine et de fond de panier
Nos connecteurs d’empilage haute vitesse efficaces utilisent efficacement l’espace sur le circuit imprimé avec une solution de connexion carte-à-carte et offrent des performances haute vitesse de +15 Gbit/s. Nos connecteurs STRADA Mesa offrent une conception fournissant trois options de disposition de contact de signal à broche et à fiche femelle, un différentiel à grande vitesse, une haute densité à extrémité unique et un RF/coaxial, qui répondent aux exigences de diverses applications. Le profil compact aide à la dissipation thermique dans le système. Grâce à notre famille de connecteurs de fond de panier STRADA Whisper, nous proposons une conception unique qui peut transférer des données à des vitesses éclairs de 25 Gbit/s et offre une évolutivité innovante jusqu’à 112 Gbit/s. Cela vous permet d’effectuer des mises à niveau futures plus efficaces du système, sans refonte coûteuse du fond de panier ou du milieu de panier. Elle a été conçue pour répondre à votre besoin de systèmes hautes performances et à large bande passante.
Connecteurs d’alimentation et câbles préassemblés
Des interconnexions d’alimentation internes et semi-internes aux interconnexions externes, les produits et systèmes d’alimentation de TE peuvent maintenir votre alimentation. Ces produits comprennent des connecteurs d’alimentation ELCON Mini pour les performances du système et des connecteurs jack CC qui offrent une charge plus rapide dans un format USB. Nos produits d’alimentation très fiables peuvent fournir une puissance plus élevée dans des tailles plus petites et prendre en charge les applications carte-à-carte et câble-à-carte. À titre d’exemple, les connecteurs ELCON Mini offrent une solution économique pour l’alimentation câble-à-carte, prennent en charge des courants élevés jusqu’à 40 A par contact et offrent une confiance dans la connectivité avec une rétention positive du métal et du verrou.
câbles préassemblés haute vitesse
Ce sont des assemblages légers conçus spécifiquement pour les applications de pointe telles que la réalité virtuelle (RV), les jeux, ainsi que les applications médicales et industrielles. Grâce à leur conception standard et de plateforme, ces assemblages peuvent être modifiés facilement et rapidement pour répondre aux besoins des utilisateurs. Ils offrent des connexions à faible perte, une disposition plus simple du système et des connexions flexibles pour les systèmes. Il est prouvé que les prises femelles et les câbles préassemblés transmettent des signaux sans interruption, offrant des performances supérieures avec des débits de données élevés. De plus, nos câbles préassemblés en cuivre d’E/S enfichables haute vitesse ont été conçus pour 56 Gbit/s et au-delà. Notre savoir-faire en matière d’intégrité du signal et d’architecture système nous permet de fournir l’une des gammes les plus performantes du marché pour les câbles préassemblés QSFP28/56 et SFP28/56. Ces câbles préassemblés prennent en charge des débits de données agrégés allant jusqu’à 400 Gbit/s. Nos câbles préassemblés sont à l’avant-garde de la connectivité de nouvelle génération et répondent aux exigences Ethernet 100G et InfiniBand Enhanced Data Rate (EDR). Nous proposons également des solutions de câblage personnalisées, ainsi que les cages et les connecteurs d’E/S enfichables correspondants.
Capteurs
Les capteurs compacts et fiables de TE aident à protéger votre réseau RRU et AAS. TE propose une gamme de capteurs comprenant des capteurs de température, d’humidité, de contrôle et de chocs. Nos capteurs sont utilisés pour diverses applications dans des boîtiers miniaturisés, des modules multi-capteurs, des conceptions ultra-basse consommation et des boîtiers adaptés aux environnements difficiles. Des capteurs fiables et précis permettent à vos ingénieurs de mieux comprendre les différentes propriétés des applications, qu’il s’agisse de roulements de moteur ou de surveillance de patients à domicile. Le déploiement de la 5G permettra une réponse « en temps réel » au réseau, ce qui permettra beaucoup plus de connexions à moindre coût et puissance. Grâce à la possibilité de se connecter à des milliers d’appareils en même temps à des vitesses exceptionnellement rapides et avec un temps de réponse réduit de bout en bout, les ingénieurs prévoient que la 5G pourra avoir un impact important sur les applications industrielles, personnelles et médicales. À mesure que les sociétés commenceront à comprendre le type de capteurs nécessaires et la façon dont ils se connecteront au système complet, des capteurs personnalisés seront développés pour répondre aux besoins spécifiques requis pour déployer un système entièrement connecté. Les capteurs utilisés dans ces applications sont importants pour des données précises et fiables.
À L’INTÉRIEUR DE L’UNITÉ RADIO
Changements et problématiques
À l’intérieur de l’unité radio pour la 5G, des composants électroniques actifs sont intégrés au réseau d’antennes passives. Ces composants sont disposés de manière à ce qu’il y ait un besoin pour une carte d’antenne, une carte électronique et un filtre.
Gardez ceci à l’esprit :
- Ils se composent de nombreux éléments d’antenne (entre 64 et 128)
- Ils nécessitent des connexions haut débit pour connecter l’interface d’E/S à la carte radio
- En outre, ils nécessitent des interfaces d’E/S haute vitesse à l’intérieur et à l’extérieur de l’AAS
- Les interfaces les plus probables comprennent les interfaces d’alimentation, à fibre et hybrides (alimentation, RF, signal basse vitesse)
- De plus, outre les interconnexions et les capteurs, vous devrez tenir compte du silicium, des duplexeurs, des oscillateurs, etc.
QUELLES SONT LES PRINCIPALES PROBLÉMATIQUES POUR LES CONNEXIONS D’UNITÉS RADIO ?
- Les connexions doivent gérer des signaux à haut débit et haute puissance avec des exigences EMI et SI plus strictes, accentuées par des exigences thermiques plus strictes.
- Les connexions doivent être plus petites pour limiter la taille physique globale de l’AAS.
- Enfin, comme mentionné précédemment, de nombreuses connexions sont nécessaires compte tenu du nombre massif d’éléments d’antenne et de la facilité de manipulation dans la fabrication.
COMMENT TE RÉSOUT-ELLE CES PROBLÉMATIQUES ?
L’antenne est l’élément le plus important pour communiquer dans un système sans fil. TE dispose d’une vaste gamme de conception et de fabrication pour créer des structures d’antennes 3D hautes performances. Le point d’alimentation de l’antenne dans les systèmes MIMO massifs est souvent un connecteur coaxial carte-à-carte. TE propose diverses solutions dans sa gamme, parmi lesquelles le connecteur coaxial ERFV pourrait vous donner une nouvelle approche sur la façon de résoudre la connectivité critique. Le connecteur ERFV peut être décrit comme un connecteur monobloc, doté de forces de ressort pour entrer en contact avec le circuit, imprimé, fournissant des connexions très fiables et lissant les tolérances d’assemblage. Le filtre, le prochain composant important de votre conception, est connecté à l’antenne par un connecteur coaxial ERFV inséré et à la carte d’amplificateur par un deuxième connecteur coaxial. La carte d’amplificateur collecte toutes les données de l’antenne.
Une énorme quantité de données doit être transportée vers le processeur central. Les câbles préassemblés à grande vitesse, tels que les interconnexions Sliver de TE, offrent une grande flexibilité de conception, une faible diaphonie, de faibles performances de perte d’insertion et permettent un transport de données à grande vitesse. De plus, la radio fait partie du réseau sans fil et a besoin d’une connexion optique vers le réseau. La gamme d’E/S haute vitesse de TE prend en charge les problématiques d’EMI et thermiques. Par exemple, SFP, SFP28, QSFP et QSFP28 conviennent parfaitement aux applications radio. Ces connecteurs, couplés à un émetteur-récepteur optique, peuvent avoir besoin d’être protégés de certaines conditions environnementales, avec la gamme de produits d’interconnexions FullAXS de TE. En outre, vous devrez probablement alimenter votre système. Les connecteurs ELCON Mini de TE constituent un point d’alimentation puissant et fiable vers l’unité radio.
Produits TE pour la radio
- Incluez nos solutions renforcées, telles que les connecteurs FullAXS, pour protéger les systèmes sensibles à haut débit, d’alimentation et de fibre.
- Les solutions thermiques personnalisées de TE, notamment la solution de dissipateur thermique entrelacé, peuvent améliorer le refroidissement des E/S et conduire à des modules d’E/S optiques plus durables.
LA FIBRE OUVRE LA VOIE À LA 5G (ENTRE L’UNITÉ RADIO ET LA BBU)
Dans les réseaux 5G, nous nous attendons à voir une plus grande utilisation des concepts de type cloud appliqués à la fois au réseau d’accès radio et au réseau central. À titre d’exemple, C-RAN (Cloud-Radio Access Network) se concentrera à la fois sur la centralisation des unités de bande de base (BBU) et sur l’adoption de technologies cloud telles que la virtualisation. Bien que les OEM puissent choisir où diviser la fonctionnalité de la BBU, cette répartition aura un impact direct sur la bande passante d’E/S nécessaire. La gamme de produits d’E/S de TE prend en charge les interfaces 10G jusqu’à 400G, prenant en charge une multitude de solutions possibles dont l’industrie pourrait avoir besoin.
Cependant, en centralisant les BBU sur un hub C-RAN, une nouvelle couche est introduite dans le réseau, connue sous le nom de fronthaul. Le fronthaul est le lien entre le pool de BBU et les têtes radio distantes sur le site cellulaire ou l’emplacement de la petite cellule. Bien que la fibre optique soit la meilleure option fronthaul, car elle offre davantage de bande passante, il y aura probablement toujours une place pour les liaisons par micro-ondes, selon l’emplacement. Pour minimiser les connexions par fibre optique, certaines radios peuvent être connectées en série en utilisant les câbles en cuivre à connexion directe (DAC) à pertes faibles de TE. Il s’agit d’une solution classique proposée par TE qui peut réduire votre contrainte thermique, évitant ainsi des composants générant de la chaleur tels que les émetteurs-récepteurs optiques.
Quelles problématiques ces changements posent-ils au niveau des connexions ?
Le système d’antenne active MIMO massif regorgera de composants électroniques à l’intérieur du boîtier, générant beaucoup de chaleur. Tous les composants devront résister à des contraintes thermiques plus élevées.
Comment TE Connectivity résout-elle ces problématiques ?
TE s’est concentrée sur l’amélioration du comportement thermique et des performances de ses cages de connecteurs d’E/S haute vitesse. Ces solutions peuvent fournir le refroidissement ou la conductivité thermique nécessaires à l’application.
C-RAN POUR LES CONNEXIONS
Le C-RAN nécessite des connexions à bande passante plus élevée. En réalité, les bandes des hautes fréquences passent d’environ 1,8 Ghz à environ 6 GHz, et l’espace mmWave de plus de 24 Ghz va jusqu’à 100 Ghz. Cela sera pris en charge par de nouveaux émetteurs-récepteurs à bande passante plus élevée, utilisant de nouveaux schémas de modulation. TE Connectivity résout ces problématiques en offrant une gamme de solutions, notamment l’intégration de nos interconnexions d’E/S, d’alimentation et de fiches femelles Sliver haut débit, de nos câbles de fond de panier carte-à-carte et de nos équipements renforcés.
Produits TE entre l’unité radio et la BBU :
- Câble renforcé : interconnexions FullAXS - options de préchambre disponibles
- Famille de produits SFP/QSFP (SFP, QSFP, SFP28, QSFP28, QSFP-DD)
- Câbles d’E/S et DAC haute vitesse
Produits TE à l’intérieur de la BBU :
Les familles de produits d’E/S haute vitesse, de câbles et de câbles préassemblés DAC, STRADA Whisper, d’interconnexions Sliver et d’alimentation illustrent notre savoir-faire en matière de centres de données et d’architectures RAN cloud à cloud.
Les bandes des hautes fréquences passent d’environ 1,8 Ghz à environ 6 GHz, et l’espace mmWave de plus de 24 Ghz va jusqu’à 100 Ghz.
L’AVENIR DE LA 5G RÉSIDE DANS LE CLOUD
Le réseau central de la 5G devra s’appuyer sur une infrastructure cloud extrêmement efficace. Le Cloud RAN (ou RAN centralisé) est une tendance récente et les opérateurs en Asie-Pacifique ouvrent la voie. À titre d’exemple, les opérateurs chinois, coréens et japonais déploient de manière énergique de nouvelles architectures C-RAN avancées. Avec le C-RAN, le traitement en bande de base de nombreuses cellules est centralisé. Les avantages du C-RAN comprennent l’amélioration des performances grâce à la capacité de coordination entre les cellules, ainsi que la réduction des coûts grâce à la mise en commun des ressources.
Alors que la taille et la puissance des centres de données ont augmenté, une nouvelle tendance a émergé : l’edge computing et l’edge cloud. Au lieu que les centres de données effectuent la majeure partie des calculs, dans ce paradigme de calcul distribué, des nœuds de périphériques distribués tels que des appareils intelligents (avec capteurs intégrés) ou des périphériques de bordure peuvent effectuer le travail. Beaucoup pensent que la conception des dispositifs évolue pour inclure des capteurs intelligents avec microcontrôleurs intégrés, des puces d’actionneur-de commande et des modules. Cela modifiera le rôle et les exigences des connecteurs et des câbles impliqués dans un système.
Vers le cloud et inversement
TE Connectivity, avec ses interconnexions et ses produits d’alimentation haut débit et hautes performances, permet de transférer des données hautement sensibles de l’appareil vers le cloud et inversement.
Par exemple, avec ses antennes hautes performances dans les appareils et dans les systèmes d’antenne active (AAS) des fournisseurs de télécommunications, les données et l’alimentation seront transmises des systèmes AAS aux unités edge cloud via nos interconnexions FullAXS. Ces systèmes prennent en charge les interfaces d’installation rapide fibre/alimentation/Ethernet renforcées. Les signaux pénètrent ensuite dans les unités d’edge cloud via nos ports d’E/S haute vitesse dotés de fonctions de protection thermique et EMI via les systèmes de câblage haute vitesse internes Sliver de TE, qui réduisent le temps de réponse et augmentent la flexibilité du système. Le signal est ensuite distribué via les sous-systèmes dans les unités d’edge cloud, soit par nos produits carte-à-carte et de fond de panier STRADA Whisper, soit par nos câbles DAC haut débit, puis remonté vers le mât de télécommunications et les systèmes AAS et renvoyé sans fil à l’appareil. Les besoins en alimentation de l’ensemble du réseau seront pris en charge par la vaste gamme d’alimentation de TE, notamment la distribution de puissance carte-à-carte et câblée pour les applications internes et externes.
Les avantages de l’Edge Computing et de CORD®
L’edge computing 5G, où les applications des utilisateurs finaux s’exécuteront à la périphérie du réseau central, offrira une plus grande capacité, un temps de réponse réduit, davantage de mobilité, et augmentera la fiabilité et la précision. En outre, le cloud computing apportera le rendement et la puissance d’énormes centres de données, même aux appareils 5G les plus compacts.
CORD® est un type d’edge computing qui distribue le cloud aux utilisateurs. Selon l’Open Networking Foundation, CORD® pourrait transformer la périphérie en une plateforme de prestation de services agile, permettant à l’opérateur d’offrir une expérience utilisateur efficace, ainsi que
des services de nouvelle génération innovants.
La plateforme CORD (Central Office Re-architected as a Datacenter) exploite les technologies SDN, NFV et Cloud pour créer des centres de données agiles pour la périphérie du réseau. Intégrant plusieurs projets open source, CORD fournit une plateforme cloud native, ouverte, programmable et agile, permettant aux opérateurs de réseau de créer des services innovants.
- Open Networking Foundation
Principaux avantages
Il permettra une infrastructure plus standardisée et des composantes ouvertes qui permettront aux centres de données de réaliser des économies d’échelle.
Quelles sont les problématiques soulevées par le C-RAN pour les connexions ?
- Des connexions à bande passante plus élevée sont nécessaires.
- Cela sera pris en charge par de nouveaux émetteurs-récepteurs à bande passante plus élevée.
Comment les solutions de connectivité de TE contribuent-elles à résoudre ces problèmes ?
- Nous offrons une gamme de solutions, notamment l’intégration de nos interconnexions d’E/S haute vitesse, d’alimentation, de fiches femelle
Sliver, de nos câbles de fond de panier carte-à-carte et de nos équipements renforcés.
Produits TE à l’intérieur de la BBU :
- Les familles de produits d’E/S haute vitesse, de câbles/câbles préassemblés en cuivre DAC, STRADA Whisper, Sliver et d’alimentation
illustrent notre savoir-faire en matière de centres de données et d’architectures RAN cloud à cloud.
À propos des auteurs
Lieven Decrock
Lieven est technologue et ingénieur électricien principal pour l’unité opérationnelle Données et appareils de TE, chez qui il travaille depuis 22 ans. En tant qu’ingénieur en intégrité du signal, il a participé au développement de connecteurs et de câbles préassemblés à grande vitesse. En tant que technologue, il travaille à la pointe des systèmes électriques et optiques, en aidant à définir les solutions pour la prochaine génération de systèmes.
Lieven a obtenu une Maîtrise de sciences en génie électromécanique à l’Université de Louvain en 1996 et une Maîtrise de sciences en compatibilité électromagnétique et communications radio à l’Université de York (Royaume-Uni) en 2004. Lieven possède plusieurs brevets.
Rickard Barrefelt
Rickard est le responsable de l’ingénierie des applications sur le terrain pour la région EMEA et l’Inde pour l’unité opérationnelle Données et appareils de TE Connectivity. Il travaille chez TE depuis 7 ans et se concentre sur la nouvelle conception et l’innovation pour les applications clients sans fil, grand public et de données, ainsi que les plateformes de nouvelle génération.
Rickard possède une formation en génie mécanique avec une spécialisation en design industriel obtenue auprès de l’Institut royal de technologie (KTH) à Stockholm, en Suède. Il a reçu le niveau « TE Expert Innovator » pour plusieurs brevets et s’est concentré sur la 5G, l’edge computing et l’edge cloud.
Marshall Chen
Marshall est le directeur de l’ingénierie de l’unité opérationnelle Données et appareils de TE Connectivity, chez
qui il travaille depuis 6 ans. Au cours des 20 dernières années, il s’est concentré sur les solutions de connectivité RF et haut débit
pour les applications sans fil et de centres de données. Il dirige les activités
de développement en s’engageant très tôt auprès de clients mondiaux dans de nouvelles solutions de connexion pour l’infrastructure sans fil, notamment RRU/AAS, et les systèmes de centres de données tels que les commutateurs, les serveurs, les périphériques de stockage et les appareils grand public. Il fournit également des propositions de conception et des concepts de développement avancés aux plateformes de nouvelle génération des clients. Marshall a obtenu une Licence en ingénierie auprès de l’University of Electronic Science and Technology en Chine, avec une spécialisation dans les matériaux et composants électriques. Il possède plusieurs brevets dans la conception de connecteurs RF et à grande vitesse.
Déploiement mieux maîtrisé, plus rapide et plus dense avec les solutions intelligentes de TE Connectivity – Nouvelles possibilités et enjeux
Introduction
La plupart des analystes de l’industrie s’accordent à dire que plus de 75 milliards d’appareils de l’Internet des Objets (IoT)1 seront connectés d’ici 2025, et la plupart utiliseront la technologie sans fil. La 4G ne sera peut-être pas en mesure de suivre la cadence. Heureusement, la 5G est en route. Cette cinquième génération de technologie sans fil apporte des avantages dans trois domaines : une vitesse accrue pour transférer davantage de données, un temps de réponse réduit pour être plus réactive et la capacité à connecter simultanément un plus grand nombre d’appareils, des capteurs aux appareils intelligents. En réalité, les réseaux 5G devraient transmettre les données jusqu’à 100 fois plus vite que la technologie actuelle. Cela nécessitera une connectivité avancée pour une bande passante plus large et des communications de grande clarté. L’augmentation des débits de données à l’avenir peut permettre de créer un écosystème interactif pour un monde plus intelligent, productif et encore plus connecté. TE peut être votre partenaire pour ce nouveau monde.
La 5G est en route. Elle permettra de transmettre les données jusqu’à 100 fois plus vite que la technologie actuelle.
Vos ingénieurs de conception sont-ils prêts pour la 5G ?
En tant que ressource essentielle mais rare à l’ère de la 5G, le spectre dans trois gammes de fréquences clés devrait offrir une couverture étendue et prendre en charge tous les cas d’utilisation de la 5G : inférieur à 1 GHz, entre 1 et 6 GHz et supérieur à 6 GHz. Les deux premiers sont souvent désignés par l’expression sub-6GHz. Cet élément est important car le trafic de données cellulaires continue d’augmenter et le haut débit mobile amélioré est en passe de devenir la principale proposition de valeur pour les consommateurs. Le haut débit mobile amélioré (eMBB) est l’un des trois ensembles de cas d’utilisation définis pour la 5G. En tant qu’extension des services haut débit 4G existants, ces cas d’utilisation seront les premiers services 5G commerciaux à être lancés. Toutefois, ils ne permettront pas simplement d’accélérer les vitesses de téléchargement.
Nous nous attendons à ce que les États-Unis et la Chine mènent tous deux la première vague de déploiements de la 5G. La Chine concentrera les déploiements initiaux dans la bande C (3 à 5 GHz). Les États-Unis, quant à eux, concentreront les déploiements initiaux sur l’accès sans fil fixe via le spectre de fréquences de l’onde millimétrique (mmWave) (au-dessus de 24 GHz), ainsi que dans les bandes basses (600 MHz).
Nous pensons qu’à long terme le spectre de la bande C pourrait avoir des difficultés à fournir un haut débit mobile amélioré en raison de ses limites en matière d’amélioration du rendement spectral et des capacités du système, ainsi que de son temps de réponse problématique de 1 ms. Pour répondre aux exigences relatives aux larges bandes passantes contiguës, un recours au mmWave devra être envisagé.
En réalité, compte tenu de la maturité technique et de la faisabilité économique actuelles, un réseau hybride est très probable. Par exemple, dans les grandes zones urbaines, mmWave devrait être déployé pour une couverture sans fil fixe ou de type hotspot, tandis que la sub-6 GHz devrait être déployée pour couvrir les banlieues ou les petites villes. La 5G continuera à coexister avec la 4G.
Déploiement de la 5G : Les bonnes solutions de connectivité pour résoudre les défis techniques complexes
Pour déployer la 5G, il est important de comprendre les technologies clés telles que le passage de systèmes RRU et d’antennes séparés aux systèmes AAU avec des éléments d’antenne intégrant la technologie MIMO (Multi-input Multi-output) massive et d’autres composants électroniques actifs. Il est prévu que les systèmes d’antennes passent de structures passives à des antennes actives, contenant des composants électroniques positionnés directement sur le bord de l’antenne. Les nouveaux systèmes d’antennes actives devraient déplacer l’antenne MIMO massive pour desservir plusieurs utilisateurs via plusieurs canaux sans fil, ce que l’on appelle le MIMO massif multi-utilisateurs ou MU-MIMO. Nous nous attendons à ce que cela génère une grande quantité de données par élément d’antenne via des connexions internes telles que des connecteurs et des câbles.
Avec la norme 5G NR (New Radio), les composants clés peuvent combiner les RRU et les antennes dans un AAS.
Une solution intégrée
Système d’antenne active (AAS)
Des tours rurales aux implantations en milieu urbain, les entreprises du marché sont poussées à concevoir des systèmes radio sans fil de nouvelle génération qui doivent être à large bande, multimodes, très efficaces et hautement intégrés pour gérer un ensemble vaste et diversifié d’applications et de services. L’implantation en milieu urbain peut également inclure des tours rurales à l’intérieur des villes et d’autres espaces peu conventionnels tels que les toits, les éclairages publics et les rues elles-mêmes, voire les tunnels. Les antennes longue distance continueront probablement à assurer la couverture longue distance dans les zones rurales, de la même manière que ce que nous avons aujourd’hui avec la 4G.
L’AAS est un système d’antenne active qui intègre l’électronique de la radio active (émetteur-récepteur) au réseau d’antennes passives afin d’augmenter la capacité et la couverture, de réduire les besoins en câbles RF et la perte de câbles. C’est un élément clé de la 5G.
Le MIMO massif est considéré comme un composant essentiel et fondamental du réseau 5G ultra-rapide du futur. Bien qu’il implique plusieurs technologies, le MIMO est essentiellement une technologie de multiplexage sans fil qui permet la transmission et la réception de plusieurs signaux de données simultanément sur le même canal radio, généralement en utilisant une antenne distincte pour la transmission et la réception de chaque signal de données. Bien qu’il n’y ait pas de chiffre défini de ce qui constitue une configuration MIMO massif, la description a tendance à être appliquée aux systèmes dotés de dizaines, voire de centaines d’antennes. Par exemple, Huawei, ZTE et Facebook ont fait la démonstration de systèmes MIMO massifs comportant entre 96 et 128 antennes, ce qui est beaucoup.
Les avantages du MIMO massif
Le MIMO massif augmente la capacité d’un réseau sans fil de 50 fois. Le nombre d’antennes plus important vous permet également d’obtenir de meilleures performances et une meilleure fiabilité du réseau en matière de débit de données, ainsi qu’une plus grande résistance aux interférences/au brouillage.
Cependant, voici les défis auxquels les ingénieurs de conception peuvent être confrontés :
- L’AAS et le MIMO massif nécessitent une plus grande complexité de conception. Ils nécessitent également une miniaturisation plus importante des composants et davantage d’interconnexions à haut débit au sein de l’AAS. Les composants utilisés dans la radio doivent répondre aux critères d’intégrité du signal, d’interférences électromagnétiques (EMI) et de performances thermiques. Ce sont les trois aspects essentiels à l’intérieur de la radio.
- Les connexions doivent être rapides, rentables, puissantes, renforcées et petites. Elles doivent gérer des exigences thermiques plus rapides, plus puissantes et plus strictes et, en même temps, elles doivent être plus petites pour limiter la taille physique globale de l’AAS. De nombreuses connexions sont souvent nécessaires, étant donné le nombre très élevé d’éléments d’antenne. L’installation d’un grand nombre de composants à un coût raisonnable est une problématique qui doit être gérée. Il s’agit d’une valeur clé qu’une solution TE Connectivity peut fournir.
Antennes MIMO massives
Pourquoi s’associer à TE pour la 5G ?
TE possède un savoir-faire de plusieurs années en matière d’interconnexion à haut débit, de RF, d’intégrité du signal, ainsi que de conception thermique, renforcée et mécanique. Nous soutenons également une empreinte de fabrication mondiale de pointe, en fournissant des composants et des solutions de premier ordre. En outre, TE propose une vaste gamme d’interconnexions qui peut relever les défis de conception et de fabrication des AAS. TE travaille en étroite collaboration avec les services R&D de nos clients sur de nouvelles conceptions.
Au-delà des communications de données et de la connectivité sans fil, TE est présente sur de nombreux autres marchés. En tant que client, vous bénéficiez donc de notre apprentissage, de notre technologie de pointe et de notre service client. Nous sommes une équipe mondiale dotée de talents en ingénierie, d’une assurance qualité dans nos usines et d’un développement stratégique des produits dans nos centres d’ingénierie. Nous avons une vue d’ensemble et pouvons comprendre vos problématiques et vous aider à résoudre les problèmes de nouvelle génération.
Connecteurs RF carte-à-filtre et RF carte-à-carte
Nous reconnaissons que les futures conceptions d’équipements sans fil 5G nécessiteront un nouveau niveau de composants hautement fiables et personnalisables, offerts à moindre coût afin de permettre le développement de l’infrastructure sans fil mondiale. Les nouveaux connecteurs coaxiaux RF ERFV de TE prennent en charge les conceptions sans fil 5G de nouvelle génération en mettant en œuvre des connexions antenne et radio carte-à-carte et carte-à-filtre pour un coût et une commodité d’assemblage inférieurs grâce à leur conception compressive monobloc. Les connecteurs coaxiaux ERFV sont conçus pour l’avènement de la 5G et offrent une fiabilité éprouvée avec une excellente tolérance au désalignement, une perte d’insertion et une perte de retour.
Antennes
Nos conceptions d’antennes s’adaptent à de nombreuses bandes de fréquences pour fonctionner sur n’importe quel réseau, sur les marchés régionaux et mondiaux, à un prix compétitif. Nos antennes 5G distribueront des données avec des techniques innovantes telles que le beamforming et le MIMO, ce qui peut permettre à vos réseaux 5G d’être fiables et évolutifs. Notre vaste gamme de technologies d’antennes comprend des antennes standard et des antennes personnalisées, avec des solutions de moulage à double injection, de métal embouti, de circuit imprimé flexible (FPC), de circuit imprimé et de structuration directe au laser (LDS).
Système d’étanchéité de connecteurs et câbles préassemblés FullAXS et FullAXS Mini
Ces systèmes d’étanchéité des connecteurs sont installés dans des environnements extérieurs difficiles. Les connecteurs FullAXS Mini de TE offrent la petite taille et l’évolutivité nécessaires pour vos projets de connectivité par fibre optique, d’alimentation et de signaux pour de nombreux environnements. Ces nouveaux connecteurs sont 23 % plus petits que les interconnexions FullAXS actuelles de TE et peuvent être placés presque n’importe où sur le boîtier grâce à leur système d’étanchéité flexible. Ces connecteurs sont renforcés, robustes et peuvent être facilement installés à l’extérieur et s’adapter à un câble d’alimentation, en fibre optique ou en cuivre. Ils sont très durables au niveau IP68 pour une large gamme d’applications 5G.
Connecteurs et cages d’E/S à grande vitesse
Notre vaste gamme de cages et de connecteurs d’E/S à grande vitesse est conçue pour aider à fournir des connexions d’E/S haut débit pour les AAS, les unités de bande de base et les systèmes pour l’infrastructure edge cloud. Les produits d’E/S à grande vitesse de TE sont conçus pour la vitesse, la densité et la flexibilité, ainsi que pour le rendement et la normalisation. Notre dernière génération de produits d’E/S a encore été améliorée au niveau des performances thermiques et de l’intégrité du signal, deux exigences clés pour les communications haut débit. La gamme comprend notamment les produits suivants : SFP28, QSFP28, QSFP-DD.
Interconnexions câblées internes Sliver
Nos interconnexions câblées internes Sliver, l’une des solutions les plus flexibles, fournissent des débits de données allant jusqu’à 25 Gbit/s, ce qui est utile pour des applications telles que l’AAS 5G, la commutation et le routage de centres de données et de télécommunications. Cette famille de produits offre un moyen novateur et efficace de prendre en charge les connexions haut débit au sein des systèmes de communication. Notre famille de produits Sliver simplifie la conception et contribue à réduire les coûts du système global en éliminant le besoin de resynchronisateurs et de matériaux de circuits imprimés plus coûteux à faible perte tout en atteignant des vitesses allant jusqu’à 25 Gbit/s avec l’utilisation d’un câble haute vitesse TE.
Connecteurs mezzanine et de fond de panier
Nos connecteurs d’empilage haute vitesse efficaces utilisent efficacement l’espace sur le circuit imprimé avec une solution de connexion carte-à-carte et offrent des performances haute vitesse de +15 Gbit/s. Nos connecteurs STRADA Mesa offrent une conception fournissant trois options de disposition de contact de signal à broche et à fiche femelle, un différentiel à grande vitesse, une haute densité à extrémité unique et un RF/coaxial, qui répondent aux exigences de diverses applications. Le profil compact aide à la dissipation thermique dans le système. Grâce à notre famille de connecteurs de fond de panier STRADA Whisper, nous proposons une conception unique qui peut transférer des données à des vitesses éclairs de 25 Gbit/s et offre une évolutivité innovante jusqu’à 112 Gbit/s. Cela vous permet d’effectuer des mises à niveau futures plus efficaces du système, sans refonte coûteuse du fond de panier ou du milieu de panier. Elle a été conçue pour répondre à votre besoin de systèmes hautes performances et à large bande passante.
Connecteurs d’alimentation et câbles préassemblés
Des interconnexions d’alimentation internes et semi-internes aux interconnexions externes, les produits et systèmes d’alimentation de TE peuvent maintenir votre alimentation. Ces produits comprennent des connecteurs d’alimentation ELCON Mini pour les performances du système et des connecteurs jack CC qui offrent une charge plus rapide dans un format USB. Nos produits d’alimentation très fiables peuvent fournir une puissance plus élevée dans des tailles plus petites et prendre en charge les applications carte-à-carte et câble-à-carte. À titre d’exemple, les connecteurs ELCON Mini offrent une solution économique pour l’alimentation câble-à-carte, prennent en charge des courants élevés jusqu’à 40 A par contact et offrent une confiance dans la connectivité avec une rétention positive du métal et du verrou.
câbles préassemblés haute vitesse
Ce sont des assemblages légers conçus spécifiquement pour les applications de pointe telles que la réalité virtuelle (RV), les jeux, ainsi que les applications médicales et industrielles. Grâce à leur conception standard et de plateforme, ces assemblages peuvent être modifiés facilement et rapidement pour répondre aux besoins des utilisateurs. Ils offrent des connexions à faible perte, une disposition plus simple du système et des connexions flexibles pour les systèmes. Il est prouvé que les prises femelles et les câbles préassemblés transmettent des signaux sans interruption, offrant des performances supérieures avec des débits de données élevés. De plus, nos câbles préassemblés en cuivre d’E/S enfichables haute vitesse ont été conçus pour 56 Gbit/s et au-delà. Notre savoir-faire en matière d’intégrité du signal et d’architecture système nous permet de fournir l’une des gammes les plus performantes du marché pour les câbles préassemblés QSFP28/56 et SFP28/56. Ces câbles préassemblés prennent en charge des débits de données agrégés allant jusqu’à 400 Gbit/s. Nos câbles préassemblés sont à l’avant-garde de la connectivité de nouvelle génération et répondent aux exigences Ethernet 100G et InfiniBand Enhanced Data Rate (EDR). Nous proposons également des solutions de câblage personnalisées, ainsi que les cages et les connecteurs d’E/S enfichables correspondants.
Capteurs
Les capteurs compacts et fiables de TE aident à protéger votre réseau RRU et AAS. TE propose une gamme de capteurs comprenant des capteurs de température, d’humidité, de contrôle et de chocs. Nos capteurs sont utilisés pour diverses applications dans des boîtiers miniaturisés, des modules multi-capteurs, des conceptions ultra-basse consommation et des boîtiers adaptés aux environnements difficiles. Des capteurs fiables et précis permettent à vos ingénieurs de mieux comprendre les différentes propriétés des applications, qu’il s’agisse de roulements de moteur ou de surveillance de patients à domicile. Le déploiement de la 5G permettra une réponse « en temps réel » au réseau, ce qui permettra beaucoup plus de connexions à moindre coût et puissance. Grâce à la possibilité de se connecter à des milliers d’appareils en même temps à des vitesses exceptionnellement rapides et avec un temps de réponse réduit de bout en bout, les ingénieurs prévoient que la 5G pourra avoir un impact important sur les applications industrielles, personnelles et médicales. À mesure que les sociétés commenceront à comprendre le type de capteurs nécessaires et la façon dont ils se connecteront au système complet, des capteurs personnalisés seront développés pour répondre aux besoins spécifiques requis pour déployer un système entièrement connecté. Les capteurs utilisés dans ces applications sont importants pour des données précises et fiables.
À L’INTÉRIEUR DE L’UNITÉ RADIO
Changements et problématiques
À l’intérieur de l’unité radio pour la 5G, des composants électroniques actifs sont intégrés au réseau d’antennes passives. Ces composants sont disposés de manière à ce qu’il y ait un besoin pour une carte d’antenne, une carte électronique et un filtre.
Gardez ceci à l’esprit :
- Ils se composent de nombreux éléments d’antenne (entre 64 et 128)
- Ils nécessitent des connexions haut débit pour connecter l’interface d’E/S à la carte radio
- En outre, ils nécessitent des interfaces d’E/S haute vitesse à l’intérieur et à l’extérieur de l’AAS
- Les interfaces les plus probables comprennent les interfaces d’alimentation, à fibre et hybrides (alimentation, RF, signal basse vitesse)
- De plus, outre les interconnexions et les capteurs, vous devrez tenir compte du silicium, des duplexeurs, des oscillateurs, etc.
QUELLES SONT LES PRINCIPALES PROBLÉMATIQUES POUR LES CONNEXIONS D’UNITÉS RADIO ?
- Les connexions doivent gérer des signaux à haut débit et haute puissance avec des exigences EMI et SI plus strictes, accentuées par des exigences thermiques plus strictes.
- Les connexions doivent être plus petites pour limiter la taille physique globale de l’AAS.
- Enfin, comme mentionné précédemment, de nombreuses connexions sont nécessaires compte tenu du nombre massif d’éléments d’antenne et de la facilité de manipulation dans la fabrication.
COMMENT TE RÉSOUT-ELLE CES PROBLÉMATIQUES ?
L’antenne est l’élément le plus important pour communiquer dans un système sans fil. TE dispose d’une vaste gamme de conception et de fabrication pour créer des structures d’antennes 3D hautes performances. Le point d’alimentation de l’antenne dans les systèmes MIMO massifs est souvent un connecteur coaxial carte-à-carte. TE propose diverses solutions dans sa gamme, parmi lesquelles le connecteur coaxial ERFV pourrait vous donner une nouvelle approche sur la façon de résoudre la connectivité critique. Le connecteur ERFV peut être décrit comme un connecteur monobloc, doté de forces de ressort pour entrer en contact avec le circuit, imprimé, fournissant des connexions très fiables et lissant les tolérances d’assemblage. Le filtre, le prochain composant important de votre conception, est connecté à l’antenne par un connecteur coaxial ERFV inséré et à la carte d’amplificateur par un deuxième connecteur coaxial. La carte d’amplificateur collecte toutes les données de l’antenne.
Une énorme quantité de données doit être transportée vers le processeur central. Les câbles préassemblés à grande vitesse, tels que les interconnexions Sliver de TE, offrent une grande flexibilité de conception, une faible diaphonie, de faibles performances de perte d’insertion et permettent un transport de données à grande vitesse. De plus, la radio fait partie du réseau sans fil et a besoin d’une connexion optique vers le réseau. La gamme d’E/S haute vitesse de TE prend en charge les problématiques d’EMI et thermiques. Par exemple, SFP, SFP28, QSFP et QSFP28 conviennent parfaitement aux applications radio. Ces connecteurs, couplés à un émetteur-récepteur optique, peuvent avoir besoin d’être protégés de certaines conditions environnementales, avec la gamme de produits d’interconnexions FullAXS de TE. En outre, vous devrez probablement alimenter votre système. Les connecteurs ELCON Mini de TE constituent un point d’alimentation puissant et fiable vers l’unité radio.
Produits TE pour la radio
- Incluez nos solutions renforcées, telles que les connecteurs FullAXS, pour protéger les systèmes sensibles à haut débit, d’alimentation et de fibre.
- Les solutions thermiques personnalisées de TE, notamment la solution de dissipateur thermique entrelacé, peuvent améliorer le refroidissement des E/S et conduire à des modules d’E/S optiques plus durables.
LA FIBRE OUVRE LA VOIE À LA 5G (ENTRE L’UNITÉ RADIO ET LA BBU)
Dans les réseaux 5G, nous nous attendons à voir une plus grande utilisation des concepts de type cloud appliqués à la fois au réseau d’accès radio et au réseau central. À titre d’exemple, C-RAN (Cloud-Radio Access Network) se concentrera à la fois sur la centralisation des unités de bande de base (BBU) et sur l’adoption de technologies cloud telles que la virtualisation. Bien que les OEM puissent choisir où diviser la fonctionnalité de la BBU, cette répartition aura un impact direct sur la bande passante d’E/S nécessaire. La gamme de produits d’E/S de TE prend en charge les interfaces 10G jusqu’à 400G, prenant en charge une multitude de solutions possibles dont l’industrie pourrait avoir besoin.
Cependant, en centralisant les BBU sur un hub C-RAN, une nouvelle couche est introduite dans le réseau, connue sous le nom de fronthaul. Le fronthaul est le lien entre le pool de BBU et les têtes radio distantes sur le site cellulaire ou l’emplacement de la petite cellule. Bien que la fibre optique soit la meilleure option fronthaul, car elle offre davantage de bande passante, il y aura probablement toujours une place pour les liaisons par micro-ondes, selon l’emplacement. Pour minimiser les connexions par fibre optique, certaines radios peuvent être connectées en série en utilisant les câbles en cuivre à connexion directe (DAC) à pertes faibles de TE. Il s’agit d’une solution classique proposée par TE qui peut réduire votre contrainte thermique, évitant ainsi des composants générant de la chaleur tels que les émetteurs-récepteurs optiques.
Quelles problématiques ces changements posent-ils au niveau des connexions ?
Le système d’antenne active MIMO massif regorgera de composants électroniques à l’intérieur du boîtier, générant beaucoup de chaleur. Tous les composants devront résister à des contraintes thermiques plus élevées.
Comment TE Connectivity résout-elle ces problématiques ?
TE s’est concentrée sur l’amélioration du comportement thermique et des performances de ses cages de connecteurs d’E/S haute vitesse. Ces solutions peuvent fournir le refroidissement ou la conductivité thermique nécessaires à l’application.
C-RAN POUR LES CONNEXIONS
Le C-RAN nécessite des connexions à bande passante plus élevée. En réalité, les bandes des hautes fréquences passent d’environ 1,8 Ghz à environ 6 GHz, et l’espace mmWave de plus de 24 Ghz va jusqu’à 100 Ghz. Cela sera pris en charge par de nouveaux émetteurs-récepteurs à bande passante plus élevée, utilisant de nouveaux schémas de modulation. TE Connectivity résout ces problématiques en offrant une gamme de solutions, notamment l’intégration de nos interconnexions d’E/S, d’alimentation et de fiches femelles Sliver haut débit, de nos câbles de fond de panier carte-à-carte et de nos équipements renforcés.
Produits TE entre l’unité radio et la BBU :
- Câble renforcé : interconnexions FullAXS - options de préchambre disponibles
- Famille de produits SFP/QSFP (SFP, QSFP, SFP28, QSFP28, QSFP-DD)
- Câbles d’E/S et DAC haute vitesse
Produits TE à l’intérieur de la BBU :
Les familles de produits d’E/S haute vitesse, de câbles et de câbles préassemblés DAC, STRADA Whisper, d’interconnexions Sliver et d’alimentation illustrent notre savoir-faire en matière de centres de données et d’architectures RAN cloud à cloud.
Les bandes des hautes fréquences passent d’environ 1,8 Ghz à environ 6 GHz, et l’espace mmWave de plus de 24 Ghz va jusqu’à 100 Ghz.
L’AVENIR DE LA 5G RÉSIDE DANS LE CLOUD
Le réseau central de la 5G devra s’appuyer sur une infrastructure cloud extrêmement efficace. Le Cloud RAN (ou RAN centralisé) est une tendance récente et les opérateurs en Asie-Pacifique ouvrent la voie. À titre d’exemple, les opérateurs chinois, coréens et japonais déploient de manière énergique de nouvelles architectures C-RAN avancées. Avec le C-RAN, le traitement en bande de base de nombreuses cellules est centralisé. Les avantages du C-RAN comprennent l’amélioration des performances grâce à la capacité de coordination entre les cellules, ainsi que la réduction des coûts grâce à la mise en commun des ressources.
Alors que la taille et la puissance des centres de données ont augmenté, une nouvelle tendance a émergé : l’edge computing et l’edge cloud. Au lieu que les centres de données effectuent la majeure partie des calculs, dans ce paradigme de calcul distribué, des nœuds de périphériques distribués tels que des appareils intelligents (avec capteurs intégrés) ou des périphériques de bordure peuvent effectuer le travail. Beaucoup pensent que la conception des dispositifs évolue pour inclure des capteurs intelligents avec microcontrôleurs intégrés, des puces d’actionneur-de commande et des modules. Cela modifiera le rôle et les exigences des connecteurs et des câbles impliqués dans un système.
Vers le cloud et inversement
TE Connectivity, avec ses interconnexions et ses produits d’alimentation haut débit et hautes performances, permet de transférer des données hautement sensibles de l’appareil vers le cloud et inversement.
Par exemple, avec ses antennes hautes performances dans les appareils et dans les systèmes d’antenne active (AAS) des fournisseurs de télécommunications, les données et l’alimentation seront transmises des systèmes AAS aux unités edge cloud via nos interconnexions FullAXS. Ces systèmes prennent en charge les interfaces d’installation rapide fibre/alimentation/Ethernet renforcées. Les signaux pénètrent ensuite dans les unités d’edge cloud via nos ports d’E/S haute vitesse dotés de fonctions de protection thermique et EMI via les systèmes de câblage haute vitesse internes Sliver de TE, qui réduisent le temps de réponse et augmentent la flexibilité du système. Le signal est ensuite distribué via les sous-systèmes dans les unités d’edge cloud, soit par nos produits carte-à-carte et de fond de panier STRADA Whisper, soit par nos câbles DAC haut débit, puis remonté vers le mât de télécommunications et les systèmes AAS et renvoyé sans fil à l’appareil. Les besoins en alimentation de l’ensemble du réseau seront pris en charge par la vaste gamme d’alimentation de TE, notamment la distribution de puissance carte-à-carte et câblée pour les applications internes et externes.
Les avantages de l’Edge Computing et de CORD®
L’edge computing 5G, où les applications des utilisateurs finaux s’exécuteront à la périphérie du réseau central, offrira une plus grande capacité, un temps de réponse réduit, davantage de mobilité, et augmentera la fiabilité et la précision. En outre, le cloud computing apportera le rendement et la puissance d’énormes centres de données, même aux appareils 5G les plus compacts.
CORD® est un type d’edge computing qui distribue le cloud aux utilisateurs. Selon l’Open Networking Foundation, CORD® pourrait transformer la périphérie en une plateforme de prestation de services agile, permettant à l’opérateur d’offrir une expérience utilisateur efficace, ainsi que
des services de nouvelle génération innovants.
La plateforme CORD (Central Office Re-architected as a Datacenter) exploite les technologies SDN, NFV et Cloud pour créer des centres de données agiles pour la périphérie du réseau. Intégrant plusieurs projets open source, CORD fournit une plateforme cloud native, ouverte, programmable et agile, permettant aux opérateurs de réseau de créer des services innovants.
- Open Networking Foundation
Principaux avantages
Il permettra une infrastructure plus standardisée et des composantes ouvertes qui permettront aux centres de données de réaliser des économies d’échelle.
Quelles sont les problématiques soulevées par le C-RAN pour les connexions ?
- Des connexions à bande passante plus élevée sont nécessaires.
- Cela sera pris en charge par de nouveaux émetteurs-récepteurs à bande passante plus élevée.
Comment les solutions de connectivité de TE contribuent-elles à résoudre ces problèmes ?
- Nous offrons une gamme de solutions, notamment l’intégration de nos interconnexions d’E/S haute vitesse, d’alimentation, de fiches femelle
Sliver, de nos câbles de fond de panier carte-à-carte et de nos équipements renforcés.
Produits TE à l’intérieur de la BBU :
- Les familles de produits d’E/S haute vitesse, de câbles/câbles préassemblés en cuivre DAC, STRADA Whisper, Sliver et d’alimentation
illustrent notre savoir-faire en matière de centres de données et d’architectures RAN cloud à cloud.
À propos des auteurs
Lieven Decrock
Lieven est technologue et ingénieur électricien principal pour l’unité opérationnelle Données et appareils de TE, chez qui il travaille depuis 22 ans. En tant qu’ingénieur en intégrité du signal, il a participé au développement de connecteurs et de câbles préassemblés à grande vitesse. En tant que technologue, il travaille à la pointe des systèmes électriques et optiques, en aidant à définir les solutions pour la prochaine génération de systèmes.
Lieven a obtenu une Maîtrise de sciences en génie électromécanique à l’Université de Louvain en 1996 et une Maîtrise de sciences en compatibilité électromagnétique et communications radio à l’Université de York (Royaume-Uni) en 2004. Lieven possède plusieurs brevets.
Rickard Barrefelt
Rickard est le responsable de l’ingénierie des applications sur le terrain pour la région EMEA et l’Inde pour l’unité opérationnelle Données et appareils de TE Connectivity. Il travaille chez TE depuis 7 ans et se concentre sur la nouvelle conception et l’innovation pour les applications clients sans fil, grand public et de données, ainsi que les plateformes de nouvelle génération.
Rickard possède une formation en génie mécanique avec une spécialisation en design industriel obtenue auprès de l’Institut royal de technologie (KTH) à Stockholm, en Suède. Il a reçu le niveau « TE Expert Innovator » pour plusieurs brevets et s’est concentré sur la 5G, l’edge computing et l’edge cloud.
Marshall Chen
Marshall est le directeur de l’ingénierie de l’unité opérationnelle Données et appareils de TE Connectivity, chez
qui il travaille depuis 6 ans. Au cours des 20 dernières années, il s’est concentré sur les solutions de connectivité RF et haut débit
pour les applications sans fil et de centres de données. Il dirige les activités
de développement en s’engageant très tôt auprès de clients mondiaux dans de nouvelles solutions de connexion pour l’infrastructure sans fil, notamment RRU/AAS, et les systèmes de centres de données tels que les commutateurs, les serveurs, les périphériques de stockage et les appareils grand public. Il fournit également des propositions de conception et des concepts de développement avancés aux plateformes de nouvelle génération des clients. Marshall a obtenu une Licence en ingénierie auprès de l’University of Electronic Science and Technology en Chine, avec une spécialisation dans les matériaux et composants électriques. Il possède plusieurs brevets dans la conception de connecteurs RF et à grande vitesse.
