Bagaimana mencapai tujuan rantai RF 5G dan tujuan jaringan "hijau"?

Masuki dunia RF Gallium Nitride (GaN) – teknologi penguat daya (PA) yang sangat efisien, memiliki celah pita lebar, dan andal ini memungkinkan peningkatan signifikan dalam efisiensi jaringan dari tahun ke tahun. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, pengenalan GaN ke dalam ekosistem stasiun pemancar penerima dasar (BTS) telah secara dramatis meningkatkan efisiensi bagian depan, menjadikannya teknologi pilihan baru untuk aplikasi daya tinggi dan daya rendah.

Sifat-sifat unggul 2GaN, termasuk kepadatan daya tinggi, efisiensi penambahan daya (PAE) tinggi, penguatan tinggi, dan kemudahan pencocokan impedansi, meningkatkan efisiensi keseluruhan rantai RF. Seperti perancang mobil Formula 1, para insinyur nirkabel dapat menyempurnakan dan menyetel sistem RF mereka untuk mengoptimalkan kinerja dari waktu ke waktu. Penggunaan teknologi semikonduktor yang jauh lebih baik sejak awal dapat mencapai tujuan kinerja sekaligus meningkatkan efisiensi energi secara dramatis.

5G dan GaN

Ekspansi jaringan 4G LTE semakin matang, tetapi diperlukan banyak peningkatan untuk menutup kesenjangan dengan 5G. Saat ini kita berada di tahap definisi dan pembuktian konsep 5G, tetapi perusahaan seperti Verizon mempercepat jadwal untuk memungkinkan penerapan awal yang berfokus pada akses nirkabel tetap.

Uji coba awal 5G dimulai pada tahun 2013, dan data dari uji coba awal dan terbaru kini dirilis secara berkala.

Teknologi-teknologi kunci yang memberikan hasil menjanjikan pada gelombang milimeter, susunan antena MIMO masif, dan pembentukan berkas (beamforming) sudah dalam tahap pengembangan pra-komersial. Semua OEM stasiun pangkalan telah memasuki mode uji coba produk.

Perusahaan-perusahaan seperti Qualcomm, Intel, dan lainnya sedang menguji modem berkemampuan 5G seperti modem X50 yang beroperasi pada pita frekuensi 28 GHz.

Qorvo dan NanoSemi telah merilis data demonstrasi tentang hasil linearisasi ultra-wideband untuk perangkat GaN yang cocok untuk aplikasi MIMO masif. Perusahaan-perusahaan yang berwawasan ke depan ini sedang mengeksplorasi arsitektur sistem 5G utama, pita frekuensi, dan teknologi pendukung untuk menemukan keseimbangan yang tepat antara biaya, kinerja, dan kompleksitas.

Untuk memenuhi beragam kebutuhan 5G, produsen GaN perlu menawarkan berbagai varian di berbagai frekuensi dan tingkat daya. Dengan tersedianya berbagai pilihan proses GaN, para perancang dapat secara optimal mencocokkan teknologi GaN dengan aplikasi mereka. Bagan di bawah ini menggambarkan kemampuan Qorvo di bidang ini.

Seperti yang disebutkan Doug Reep dari Qorvo dalam artikel lain, GaN akan menggantikan material semikonduktor tradisional untuk aplikasi jaringan 5G seperti sel kecil yang membutuhkan frekuensi lebih tinggi, integrasi yang erat, dan biaya implementasi terendah.

Ia juga melanjutkan dengan menyatakan bahwa kinerja yang ditawarkan oleh GaN tegangan rendah pasti akan diterapkan pada perangkat seluler. Kemampuan GaN untuk beroperasi di lingkungan suhu tinggi menjadikannya ideal untuk pendinginan pasif, elektronik stasiun pangkalan menara luar ruangan, dan aplikasi otomotif. Secara keseluruhan, memiliki pilihan teknologi GaN yang luas berarti lebih banyak kebutuhan aplikasi yang dapat terpenuhi.

Saat ini, GaN banyak digunakan di segmen pasar small cell dan BTS dan akan terus tumbuh pada tahun 2016. Pengiriman GaN diperkirakan akan mencapai hampir $300 juta pada tahun 2016, naik dari $150 juta pada tahun 2015.

Penyebaran sel kecil yang padat, sistem antena terdistribusi (DAS), dan jaringan headend radio jarak jauh memainkan peran penting dalam tren ini.

Insentif berupa spektrum yang belum dimanfaatkan, throughput tinggi, dan target latensi rendah menarik para pengembang untuk beralih ke pita frekuensi mmWave yang lebih tinggi.

Pita spektrum gelombang milimeter menawarkan bandwidth 10 hingga 30 kali lipat dari pita 4G saat ini (<4 GHz), dan kapasitas jaringan berbanding lurus dengan bandwidth yang tersedia.

GaN sangat ideal untuk menghasilkan frekuensi tinggi dan bandwidth lebar yang dibutuhkan dalam domain gelombang milimeter. Material ini memenuhi persyaratan kinerja dan ukuran kecil, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas.

Aplikasi yang menggunakan pita gelombang milimeter memerlukan teknologi beamforming yang sangat terarah (beamforming memfokuskan sinyal radio menjadi berkas yang sangat terarah, sehingga meningkatkan daya dan meminimalkan interferensi pada peralatan pengguna).

Ini berarti bahwa subsistem RF akan membutuhkan sejumlah besar komponen aktif untuk menggerakkan aperture yang relatif kompak. GaN sangat cocok untuk aplikasi ini karena memberikan kinerja yang kuat dalam ukuran paket yang kecil adalah salah satu fitur yang paling menonjol.

Pada tahun 2020, seiring dengan kematangan 5G, kita semua akan menemukan kemampuan dan manfaat yang dibawanya. Saat ini, uji coba, rencana, diskusi, dan demonstrasi terus mendorong penetapan standar 5G. Namun di masa mendatang, latensi di bawah 1 ms dan kapasitas yang sangat tinggi akan ada di mana-mana dalam kehidupan kita sehari-hari. Terlepas dari hasilnya, GaN tidak diragukan lagi akan menjadi teknologi kunci dalam aplikasi 5G. 

Catatan: Artikel ini direproduksi dari internet dan mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber dan penulis asli saat mencetak ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.

Nomor telepon perusahaan: +86-0755-83044319
Faks/FAX: +86-0755-83975897
Surel: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Manajer Li

QQ: 332496225 Manajer Qiu

Alamat: Ruang 809, Gedung C, Gedung Teknologi Zhantao, No. 1079 Jalan Minzhi, Distrik Baru Longhua, Shenzhen