减少并行转换器延迟和抖动变化达到远方的网络应用程序是必要的。
5 g是5th代无线系统标准,通过高速度和可访问性增加,承诺改变我们流的方式,交流,工作,旅行。拥有速度20 gbps的功能和网络密度为每平方公里100万连接设备,5 g是所需的技术等备受期待的实现技术自主车辆,智能城市等等。所有主要的无线运营商(威瑞森,t - mobile,美国电话电报公司(AT&T)5 g)已经宣布他们的意图开始推出今年年底在美国。虽然这可能似乎是一个“简单”增量生成发展,5 g实际上需要大量投资基础设施和潜在的变化与前几代相比。这些变化为5克,和其他基础设施,依靠高速传输数据,处理数据的处理和再分配,严重依赖于超高速度和低延迟的串行数据通信。
5 g将利用现有和新架构
目前3 g和4 g网络fronthaul基础设施是由两个主要部分:远程无线头(RRH)塔的顶部和底部的基带单元(BBU)的塔。RRH连接到BBU使用光纤电缆和他们通过共同的公共广播电台通信接口(CPRI)协议。本标准首次引入3 g部署无线领域的增长速度超出了传统的同轴电缆,过去被用于此连接。
图1:典型的无线fronthaul基础设施——来源:电子说明符
尽管上述基础设施将继续存在,5克也将增加部署的云或集中的无线接入网络(C-RAN)基础架构。C-RAN是一个集中的、基于云计算的架构的无线接入网络将不仅支持5 g,但也可能提供向后兼容性与2 g、3 g, 4 g。这个想法将聚合收音机和基站集中网络提供覆盖一个连续区域。之间的通信分组rrh和BBUs仍然利用光纤通道100 gbps fronthaul启用400 gbps以太网协议。这个C-RAN基础设施将使更高的密度,增加吞吐量和带宽5 g。
RRH在fronthaul网络设计包含射频收发器,数据转换器电路和数字信号处理器。实施RRH涉及到一个模拟信号转化为数字,反之亦然,和数据转换器之间的串行数据通信接口单元通常是由JESD204B / C标准。
在5 g系统中,这种风格的塔将继续存在,但内部工作要求更高的速度比现有的4 g的实现功能。为了支持这些数据速率,升级现有的通信接口CPRI和JESD被提出。新修订的CPRI提出增加从12.1 gbps 24.33 gbps, JESD204标准的新版本增加了速度从JESD204B @ 12.5 gbps JESD204C @ 32.5 gbps。
图2:凹口的基础设施——来源:电子说明符
CPRI接口方面的考虑
最新和最优CPRI电气接口要求支持24.33 gbps的最大数据速率。支持更高的数据速率无意中需要支持处理更多的插入损耗。更高的插入损耗并不是唯一的挑战。例如,在CPRI fronthaul数据流是名义上由我和Q(同相正交)流。任何变化之间的相对时间关系这两个数据流,将导致复苏或传输的模拟信号。时间关系可以通过并行转换器的抖动影响时钟(传输以及恢复)到任何变化的信号延迟I和Q数据流。CPRI高速并行转换器设计应用程序应该有一个非常低的TX时钟抖动,一个非常低的恢复时钟抖动,低延迟,还一个超低延迟变异。需要特殊考虑和技术来减少延迟的变化长时间并行转换器以创建一个理想的接口实现网络应用程序。
JESD204接口方面的考虑
JESD204电气接口也被更新从JESD204C JESD204B支持最大数据速率达到32.5 gbps。的额外维护低抖动和延迟值,数字转换器的接口的一个关键挑战是,上游和下游的数据率可以不对称。换句话说,串行数据传输速度可以比接收机数据速率是不同的。在许多并行转换器架构实现,支持RX和TX不对称数据速率导致显著的开销在权力和地区消费。一个先进的时钟机制除了仔细优化权力和地区部署,以减少不对称操作的开销。这些考虑,结合显著增加频道损失时从低数据率更高的数据速率,需要并行转换器等先进的均衡和适应计划覆盖广泛的规范。
结论
总之,作为推动5 g fronthaul网络基础设施带来了更多的复杂性,增加带宽和数据处理、ASIC接口必须跟上。除了CPRI和JESD204标准,5 g的微芯片基础设施通常使用以太网,各种各样的其他设备通信作为PCIe和其他一些协议需要串行数据通信接口支持这些标准。虽然是一组常见的需求,上述每个接口构成特定的挑战自己和高速并行转换器的设计将需要许多设计注意事项和可能的架构变化解决更复杂的通道和更高的数据速率。
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