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打造未來的數(shù)字世界，5G機電互連系統(tǒng)是關鍵

（2024年11月23日更新）

5G元素似乎無處不在，但業(yè)界普遍認為，最新的蜂窩網絡仍需幾年時間才能達到4G/LTE推廣水平。這符合每10年新網絡的歷史趨勢，可以預見6G該系統(tǒng)將于2030年左右開始出現(xiàn)。這也使現(xiàn)在的5G成為目標的人了"早期用戶落后"，聽起來有點矛盾。

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事實上，這是一件好事。早期的用戶已經在那里了，但還沒有達到類似的主流水平。現(xiàn)在是第一代5的開發(fā)G解決方案的好時機。制造商可以寄希望于6G在接管市場之前，開發(fā)幾代產品跨越這十年。

任何第一代產品都是創(chuàng)造優(yōu)秀設計的理想場所，通過克服新技術帶來的挑戰(zhàn)，可以打造優(yōu)秀產品。G就產品而言，性能是主要挑戰(zhàn)和最大的特點。G來了，一切都會變得更快。設計師和系統(tǒng)工程師會立即明白，快速并不總是對他們快樂。

無論是通過導體還是在空氣中傳播，信號完整性都是任何高頻信號的大問題。5G所有優(yōu)點，如高密度流量、更有效的頻譜利用、更大的帶寬和更低的延遲，網絡中的每個節(jié)點都需要實現(xiàn)，包括板級、板與板之間以及這些板上的組件之間。這是4電平脈沖幅度調制（PAM-4)方案的重要性。它將支持高達56 Gbps和112 Gbps傳輸速率遠高于被取代的不歸零編碼（NRTamura代理Z）調制方案NRZ但仍將使用一段時間PAM-4將使5G得以實現(xiàn)。

國際電信聯(lián)盟ITU-R M.2083建議書中定義的5G網絡的關鍵能力(來源:ETSI）

歐洲電信標準協(xié)會（ETSI）定義了5G系統(tǒng)必須滿足八個方面的要求：傳輸速率、延遲和效率。此外，ETSI更強調國際電信聯(lián)盟無線電通信部門（ITU-R）三個主要應用場景：增強移動寬帶（eMBB）、增強機型通信（eMTc）和超可靠，低時延通信（URLLC）。為了滿足這些應用場景的要求，行業(yè)正在使用毫米波傳輸、更小和更多單元、波束成形和MIMO天線技術等。MIMO該技術增加了發(fā)射器中天線的密度，使天線陣列的密度高達256個單元。

從設備制造商的角度來看，這意味著設備在物理層面上更小、更省電，但它們需要處理更多的信號路徑。這些物理連接需要高度的信號完整性來支持PAM-4傳輸速率水平。預計所有垂直市場都需要5G這主要是因為5G低延遲特性。這些市場需要能夠在組件層面支持高吞吐量的系統(tǒng)。

網絡被重新定義

從4G/LTE轉向5G重新定義網絡拓撲結構是一個非常重要的部分。前幾代產品都是以傳統(tǒng)系統(tǒng)為基礎，延續(xù)了技術和方法。對于5G這些傳統(tǒng)系統(tǒng)已經不能再使用了。這可以從5開始G新的無線電標準上窺見一斑。事實上，網絡的各個方面都被重新定義了。當然，在實現(xiàn)這一目標的同時，它仍然在一定程度上依賴于現(xiàn)有的技術，如能夠攜帶毫米波信號的射頻連接器。

5G開放性的提高從根本上改變了網絡結構。G無線接入網絡（RAN）包括基帶單元和遠程無線電頭。G從集中單元、分布式單元、無線電單元和架構中演變?yōu)镸IMO由天線組成的前傳網絡（fronthaul network）。

這是部署新的遠程無線電單元、有源天線單元和基帶單元的地方。前傳網絡將連接到核心網絡，上述應用場景中的實際設備將使用MIMO通過前傳網絡連接天線。

雖然光纖互聯(lián)網將用于整個網絡的許多地方，但銅互聯(lián)網將用于新的5G拓撲結構仍然起著重要作用。

Molex(莫仕)全球產品經理Mike Hansen解釋說，銅互聯(lián)解決方案主要用于電路板之間的布線。有趣的是，它還包括跨板布線。可以避免使用帶雙軸的電纜組件PCB實現(xiàn)高速信號的傳輸。

據(jù)Hansen隨著有源天線單元的介紹，（AAUs）的發(fā)展，5G它創(chuàng)造了一個轉變。AAU其特點是規(guī)模大MIMO結構和大量的處理都集中在一個非常小的空間內。在系統(tǒng)結構中，高密度銅連接至關重要。

傳輸高速5G信號

在電路板層面，PCB它正成為影響高速信號的主要障礙。雖然轉向光纖連接可以消除一些痛點，但在某些情況下，電信號仍然需要通過集成電路接口接收。此時，先進的連接解決方案可以提供更高的信號完整性和敏感的差異信號（Differential Signal）插入損耗較低。

除電源外，改進的邊緣連接器還提供擠壓差分信號(differential pairs)單端信號所需的密度。在實現(xiàn)這一點的同時，也可以避免信號完整性問題。

現(xiàn)在，信號線不再擁擠和損失PCB上布線是由雙同軸電纜制成的組件PCB從一側布線到另一側，或直接從I/O到集成電路。這些所謂的旁路電纜組件避免了與傳統(tǒng)相比PCB相關損失，不需要進出光域，盡量減少成本和延遲。

為了支持5G運營商正在使用網絡中涉及的帶寬56 Gbps的PAM-4信令，可能使用112 Gbps的PAM-4信令。這種高速信號傳輸取決于連接器層面的精細阻抗匹配。而這正是Molex國際知名連接器制造商擁有創(chuàng)新的專業(yè)知識NearStack 支持高速電纜解決方案PAM-4信號傳輸。

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