Come semplificare la progettazione dell’unità di banda di base 5G utilizzando connettori ad alta velocità

Un’unità di banda di base (BBU) è un dispositivo di una rete di telecomunicazioni che elabora i segnali della banda di base. La BBU agisce da “hub” centralizzato della stazione base, elaborando il traffico dati in uplink e downlink e controllando le funzionalità delle RRU (unità radio remote) tramite fibra ottica.

La RAN è composta dall’unità di elaborazione della banda di base e dall’unità di elaborazione RF. Il sistema RRU è composto da ricetrasmettitori, convertitori analogico-digitali (ADC), amplificazione di potenza (PA) e processori di filtraggio. I segnali in arrivo dalla RRU vengono convertiti in segnali elettrici nella BBU e, dopo la regolazione delle frequenze della banda di base, vengono trasportati alla rete centrale. I transponder sono unità interconnesse collegate alla RRU o alla BBU e svolgono un ruolo importante nella trasmissione dei segnali 5G.

Con il nuovo standard radio 5G (NR), i componenti chiave possono combinare le RRU e le antenne in un AAS (Sistema di antenne attivo). La Cloud RAN (C-RAN), come illustrato nella figura seguente, è una soluzione di rete innovativa per la comunicazione wireless 5G. Tuttavia, centralizzando le BBU in un hub C-RAN, viene introdotto nella rete un nuovo livello noto come fronthaul. Serve come connessione tra il pool di BBU e le teste radio remote presso il sito della cella o la posizione della piccola cella. La rete di backhaul e di trasporto dovranno probabilmente essere aggiornate per supportare i crescenti requisiti di traffico per la connettività ottica ad alta velocità.

Figura: Architetture e connessioni 5G con BBU

Il 5G richiederà un enorme incremento del numero di stazioni base, poiché la parte eMBB (enhanced Mobile Broadband) del 5G utilizzerà uno spettro di frequenze molto più elevato. Il MIMO massivo e l’AAS (Active Antenna System) richiedono una progettazione più complessa. Inoltre, richiedono un’ulteriore miniaturizzazione dei componenti e interconnessioni ad alta velocità all’interno dell’AAS. I componenti dell’unità radio devono essere qualificati per l’integrità del segnale (SI), le interferenze elettromagnetiche (EMI) e le prestazioni termiche. Le antenne e le RRU raccolgono con precisione i segnali delle onde RF ad alta velocità provenienti dai telefoni cellulari e dai dispositivi IoT utilizzando tecniche avanzate di MIMO e Beamforming, prima di convertirli in segnali in fibra ottica per un’ulteriore elaborazione.

Con l’aumento della frequenza della portante, sia la perdita di percorso che la perdita di diffrazione diventano più gravi e occorre tenere conto degli effetti atmosferici. Per ottenere velocità più elevate e latenze più basse, è necessario un aumento massiccio della capacità, che richiede l’uso di una grande quantità di spettro. Per ridurre al minimo le differenze di impedenza lungo la linea di trasmissione, i connettori devono essere progettati e realizzati correttamente. In caso contrario, i segnali potrebbero essere riflessi, con conseguente degrado delle prestazioni. I segnali esterni possono essere potenzialmente dannosi. Di conseguenza, i connettori devono proteggere adeguatamente il sistema e impedire che i segnali esterni siano influenzati da interferenze elettromagnetiche e pick-up capacitivo, il che diventa estremamente impegnativo alle velocità più elevate.

La giusta soluzione di connettività per le BBU:

I connettori I/O ad alta velocità svolgono un ruolo importante nei transponder e nei router che garantiscono il funzionamento senza interruzioni del trasporto 5G. I connettori RF, le soluzioni I/O, i jack magnetici e le prese di memoria sono esempi di componenti BBU. I connettori I/O per esterni sono noti per la loro grande durata e le loro prestazioni, garantendo un’erogazione di potenza elevata con 125A per contatto, conformità IP67 e installabilità sul campo. Molti connettori I/O ad alta velocità adottano un sistema basato su un protocollo di messaggistica standard che definisce l’interfaccia meccanica ed elettrica.

Il design dei contatti di interconnessione offre una maggiore durata meccanica, flessibilità e scalabilità. Le caratteristiche di smorzamento della risonanza del design consentono di migliorare le prestazioni di integrità del segnale. Le gabbie e i connettori I/O ad alta velocità sono destinati a favorire la fornitura di connessioni I/O ad alta velocità per AAS, unità di banda base e sistemi infrastrutturali cloud edge. Le piccole celle svolgeranno un ruolo significativo nell’era del 5G, aumenteranno la densità della rete e porteranno soluzioni a corto raggio, utilizzando potenzialmente sia la tecnologia sub-6 GHz sia quella mmWave.

I connettori, tra cui SFP, microQSFP, QSFP, QSFP+, connettore Flash, Z-Link, connettore Cool Edge, connettore SAS, XFP, CFP2 e FullAXS Mini, forniranno le dimensioni ridotte e la scalabilità necessaria per progettare la connettività delle fibre, dell’alimentazione e del segnale per gli ambienti più difficili. Le interconnessioni FullAXS possono essere posizionate quasi ovunque sulla scatola/armadio grazie al sistema di tenuta flessibile. Questi connettori sono robusti, resistenti e facili da installare all’esterno e possono adattarsi all’alimentazione, alla fibra e al cavo di rame, fornendo una maggiore potenza in fattori di forma più piccoli e supportando applicazioni da scheda a scheda e da cavo a scheda. Sono molto resistenti a livello IP68 per un'ampia gamma di applicazioni 5G.