בדיקת 5G RAN, חבילת המידע המלאה ביותר!

1.  ל-5G יש עוד דרך ארוכה לעבור

השנה היא השנה הראשונה לשימוש מסחרי בקנה מידה גדול ב-5G, וזו גם השנה הראשונה של עידן ה-5G (2020-2030). הפיתוח המסחרי של 5G רק החל. הדרך קדימה עדיין רחבה וארוכה מאוד. צפוי כי יהיו לה שלושה שלבים עיקריים.

① במחצית הראשונה של השנה, רשתות וטרמינלים של 5G נשלטו על ידי NSA והחלו להתפתח ל-SA. נכון לעכשיו, כיסוי רשת ה-5G אינו מספיק (התמקדות בכיסוי אזורים עירוניים גדולים ואזורים עירוניים עיקריים של ערים רגילות ובכמה תרחישי ביקוש עסקיים), מחירי טרמינלי 5G ומודולי 5G גבוהים יחסית, ושירותי 5G מרוכזים בשירותי eMBB בעלי רוחב פס גדול, כגון יישומי וידאו ומשחקים.

② מהמחצית השנייה של השנה ועד 2021, רשת 5G SA תשיג שימוש מסחרי בקנה מידה גדול, URLLC יתחיל להשתדרג, מחשוב קצה ייפרס באופן מסודר לפי דרישה, ושרשרת תעשיית ה-5G תתבגר בהדרגה. רשתות 5G השיגו כיסוי רציף באזורים עירוניים ומתרחבות בהדרגה לתרחישי ביקוש עסקיים כפריים. מחירי מסופי 5G ומודולי 5G ירדו, ושירותי 5G החלו להתפתח לכיוון השהייה נמוכה.

③ במחצית השנייה של 2021 ואילך, היקף כיסוי רשת ה-5G ימשיך להתרחב, ועומק ועובי הכיסוי יגדלו בהדרגה. יהיה לה רוחב פס גדול יותר, השהייה נמוכה יותר ואבטחה גבוהה יותר, ויענו במלואם על צרכי היישומים של מהירות גבוהה, אמינות גבוהה והשהייה נמוכה. זה יניח את היסודות לאינטליגנציה של הרשת הדיגיטלית של אלפי תעשיות. יישומי תעשיית ה-5G יצמחו בצורה נפיצה, ו-5G ישולב באמת בכל תחומי החיים בקנה מידה גדול.

2.  טכנולוגיית ה-5G צריכה להמשיך להתפתח

נכון לעכשיו, נראה כי יעדי השלב הראשון שהוזכרו לעיל הושגו. במבט לאחור, בהנחיית משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע, קבוצת קידום IMT-2020 (5G) ביצעה בדיקות מחקר ופיתוח של טכנולוגיית 5G (מחולקות לאימות טכנולוגיות מפתח, אימות פתרונות טכניים ואימות רשתות מערכות) מאז ינואר 2016. יצרני ציוד מערכת מרכזיים כמו Huawei, ZTE, Ericsson ו-Datang Equipment מעורבים עמוקות בניסוח משותף של דרישות טכניות לציוד ומפרטי בדיקה, ביצוע מקיף של בדיקות ואימות, והאצת הבשלות של תעשיית ה-5G; חברות שבבים כמו Qualcomm וחברות מכשירים כמו Keysight Technology משתתפות באופן פעיל בהאצת בניית Rel-15 על ידי ביצוע בדיקות חיבור עם יצרני ציוד מערכת. שרשרת תעשייתית שלמה של 5G NR.

בשלבים השני והשלישי שהוזכרו לעיל, על מנת להשיג את המטרה של קידום 5G כך שתשתלב באמת בכל התעשיות, תשמש את הציבור ואף "5G משנה את החברה", יש צורך דחוף להאיץ את המחקר על טכנולוגיות ליבה מרכזיות של 5G.

כגרסה מלאה של 5G, Rel-16 מציגה תכונות ופונקציות מערכת משופרות רבות כדי לשפר עוד יותר את ביצועי יישומי העסקים eMBB ו-URLLC. באופן ספציפי, הראשון הוא לשפר את קיבולת הנשיאה של הרשת באמצעות שיפור אנטנות מרובות, גישה ללא רישיון, תחום תדרים גבוה יותר, ממסר, שילוב נייח-סלולרי וכו'; השני הוא לשפר את היכולות הבסיסיות באמצעות SON/MDT, מיקום, חיסכון באנרגיה של הטרמינלים, קול, שיפור חיתוך, פעולה אוטומטית וכו'; השלישי הוא להרחיב יישומי תעשייה אנכיים באמצעות שיפור השהיה נמוכה ואמינות גבוהה, אינטרנט של כלי רכב, אינטרנט תעשייתי, LAN אנכי וכו'.

טכנולוגיית ותקני 5G עדיין מתפתחים ומתפתחים. ה-Rel-17 הסטנדרטי עומד להיות מושק בקרוב כדי להתמקד בתחומים אנכיים יותר הקשורים ל-5G. הוא יהפוך את פונקציות המערכת ש-Rel-15 ו-Rel-16 לא הצליחו להשיג ולהשלים למקיפות ומעודנות יותר, על מנת להתקרב לחזון התקשורת הניידת של 5G של חיבור "ספקטרום מלא, כיסוי מלא, יישום מלא" של כל הדברים. באופן ספציפי, הקטגוריה הראשונה של Rel-17 תהיה השהיה נמוכה ואמינות גבוהה, אינטרנט תעשייתי, חיסכון באנרגיה של טרמינלים בסיוע רשת, שיפור טכנולוגיית ריבוי אנטנות, מיקום, אינטרנט של כלי רכב, טכנולוגיית ממסר, תקשורת ספקטרום גבוה יותר, פתרונות ללא רישיון, תקשורת לוויינית, שיפור ארכיטקטורה מוכוונת שירותים, חיתוך רשת, אוטומציה של רשת, מחשוב קצה SON וטכנולוגיות השהיה אחרות. פרויקטים של המשכיות; הקטגוריה השנייה של Rel-17 תהיה פרויקטים חדשים כגון שידור רב-שידורי, תקשורת ישירה בטרמינלים (לתקשורת חירום ויישומים מסחריים), אופטימיזציה של טרמינלים מרובי SIM, שירותים אינטראקטיביים, פתרונות אופטימיזציה של העברת נתונים קטנים, שיפור כיסוי, יישומי חיבור גדולים לכיסוי מהיר בינוני ואזורי, המאפשרים יישומים ויכולות חדשות.

3.  תמיכה חזקה: בדיקה ומדידה של 5G

מומחים מוסמכים בתעשייה צופים כי 2021-2022 יהיה שלב הבנייה של רשת 5G שלמה המבוססת על Rel-16, וכי 2023-2025 יראו שיפור ביכולות רשת ה-5G המבוססת על Rel-17.

ניתן לראות כי אל מול Rel-16 ו-Rel-17, תעשיית ה-5G מקצה לקצה תיכנס לשלב פיתוח חדשני וגדול יותר.

כל תעשיית ה-5G כוללת שבבים, מסופים, תחנות בסיס, רשתות 5G, תוכנות לעיצוב שבבים, קווי ייצור שבבים, מכשור (בדיקה ומדידה), מערכות הפעלה, אפליקציות וכו'. ביניהם, טכנולוגיית הבדיקה עוברת דרך המחקר והפיתוח, הייצור והקבלה של תחנות בסיס, שבבים ומסופים של 5G, ותשפיע ישירות על תהליך התיעוש שלאחר מכן של כל שרשרת תעשיית ה-5G.

לכן ניתן לומר שבכל הנוגע לבדיקות ומדידה של תקשורת, כך גם 5G יכול להגיע. ניתן לחזות שעם הפיתוח הנוסף של רשתות פס רחב ניידות 5G והאינטרנט של הדברים, במיוחד עבור יישומים חדשים בתעשייה, בקרה רפואית ורובוטית, תקשורת בין כלי רכב ותחומים אחרים להשגת האינטרנט של הכל, תהיה דרישה גוברת לציוד בדיקה כגון סימולטורים של תחנות בסיס, סימולטורים של טרמינלים, מערכות בדיקת תאימות RF, מערכות בדיקת תאימות RRM, מנתחי אותות MIMO מסיביים וסימולטורים של ערוצי MIMO מסיביים. לדוגמה:

① יש צורך דחוף באמולטור טרמינלים לאימות אב טיפוס של המערכת. מחקר ופיתוח ברמת המערכת ואימות אב טיפוס של טכנולוגיית תקשורת 5G דורשים בדחיפות את התמיכה של סימולטורים של טרמינלים 5G. הסימולטור צריך לעמוד בדרישות הטכניות של תרחישים מרובי 5G כדי להשלים את השכבה הפיזית ואת סימולציית הפרוטוקול ברמה גבוהה של טרמינלים 5G. הוא יכול ליישם בצורה גמישה פתרונות טכנולוגיים של ממשק אוויר בצד הטרמינל ולשתף פעולה עם יצרני ציוד המערכת כדי להשלים בדיקות טכנולוגיות חדשות שונות של 5G.

② קיים צורך דחוף במכשירים לסימולציה וניתוח אותות 5G. במהלך פיתוח וייצור הציוד, נדרשת בדיקה איכותית או כמותית או פיקוח על פרמטרים שונים של רכיבים מעובדים ומוצרים מוגמרים למחצה. לאחר ייצור המכונה כולה, יש צורך לבחון באופן מקיף את התפקוד, הביצועים והאמינות של המכונה כולה. לאחר הבדיקה, הנתונים ממוינים, מנותחים ומוערכים, והתוצאות מושוות לתופעות ולבעיות בתהליך הפיתוח והייצור. רק באמצעות פעולות הבדיקה המורכבות והמדויקות שהוזכרו לעיל, נוכל להבטיח שניתן יהיה לייצר מוצרי 5G חדשים, מהירים וטובים יותר, במחירים נמוכים יותר, כדי לספק את השוק.

לדוגמה, גל מילימטר הוא אחת הטכנולוגיות המרכזיות של 5G. תחומי התדרים המקומיים של גל מילימטר עשויים לכלול 24.75-27.5GHz ו-37-42.5GHz. אפשרויות היישום רחבות ביותר, אך במיוחד התקני תדר רדיו כמו מגברי הספק (PA) מתמודדים עם אתגרים קשים. נעשים מאמצים מקומיים לפתח מוצרי PA התומכים בתחומי התדרים הנ"ל וברוחב פס של 800MHz. מגברי PA מסורתיים של תהליך CMOS אינם יכולים לספק הספק פלט גבוה מספיק, בעוד שמגברי PA של תהליך GaAs ו-GaN יכולים לתמוך בהספק שידור גבוה יותר וברוחב פס אפנון גדול יותר בתחומי התדרים של גל מילימטר. עבור בדיקת 128 ו-256 ערוצים, ואפילו בדיקה של 1024 ערוצים בעתיד, העלייה החדה במספר הערוצים תביא לעלייה חדה בעלות ציוד הבדיקה, כמו גם לירידה ביעילות הבדיקה הנגרמת עקב כיול ותיקון עקביות בין ערוצים. קיים צורך דחוף בפתרונות בדיקה מהירים וחסכוניים של גלי מיקרוגל וגלי מילימטר. דווח כי חברות בדיקה ומדידה בינלאומיות מובילות כמו Keysight Technology החלו ליצור פלטפורמת בדיקה לאב טיפוס עבור גלי מילימטר 5G ותקשורת אלחוטית אולטרה-רחבת פס כבר בשנת 2015. בהתבסס על תוכנת הסימולציה SystemVue, הן ביצעו את בדיקת קצב תפוקת הנתונים במהירות גבוהה במיוחד המוקדם ביותר בתעשייה באותה תקופה, וצברו עד כה הצטברות טכנית מעמיקה.

③ קיים צורך דחוף בסימולטורים של ערוצי 5G כדי לדמות סביבות ערוצים מורכבות. לדוגמה, מחקר תיאורטי ויישומי עתידי על MIMO מסיבי וטכנולוגיות קשורות, כגון עיבוד אותות, קידוד ופענוח, אפנון ודה-מודולציה, ניהול משאבים, תכנון פיילוט אורתוגונלי ועיצוב קרן תלת-ממדית, חייב להתבסס על מודל ערוצים אלחוטי סביר. על מנת ללמוד את מודל ערוצי ה-5G של פס התדרים החדש המבוסס על שיטת מדידת הערוצים, על מנת להבין את הכללים המשתנים של ערוץ ה-5G בסביבה בפועל, יש צורך לבנות פלטפורמת מדידת ערוצים בעלת ביצועים גבוהים ולבחור תרחישי מדידה לביצוע פעילויות מדידת ערוצים בהתאם לצרכים של תרחיש היישום. סביבת ההתפשטות של ערוצים מורכבים היא קשה ובעלת אקראיות דינמית רבה. קיים צורך דחוף בסימולטורים של ערוצי 5G באיכות גבוהה כדי לתמוך בפיתוח ובפריסה המהירים של שבבי בסיס ותדר רדיו של מערכת 5G, תחנות בסיס ומערכות טרמינל, ולתמוך בבנייה ותחזוקה של רשת 5G בקנה מידה גדול יותר לאחר מכן.

האבולוציה של 5G NR מ-Rel-15 ל-Rel-16 ו-Rel-17 היא למעשה תהליך של מימוש הדרגתי של שלושת תרחישי היישומים העיקריים ושמונה מדדי ביצועים מרכזיים של 5G שהוצעו על ידי ה-ITU. סימולציות של תרחישים אמיתיים, כולל פס רחב אולטרה-רחב, מהירות אולטרה-גבוהה, רב-ערוציות, ספקטרום מלא, ואפילו סימולציה, מציבות אתגרים קשים לבדיקה ומדידה.

ההתפתחות המהירה והיציבה שלאחר מכן של תעשיית ה-5G דורשת ערובה חזקה לבדיקות ומדידה באיכות גבוהה. על פי פלטפורמת WeChat הציבורית של 5G (ID: angmobile), חברות ענק בעלות יתרונות מובילים בשוק הבדיקות והמדידות יצרו מערכת מוצרי בדיקה ומדידה של 5G עם מגוון רחב של קטגוריות והביצועים הגבוהים ביותר בעולם. כעת הן מאחדות חבילת מידע מלאה מאוד על בדיקות RAN עבור תעשייה, המכסה ידע בסיסי בטכנולוגיית 5G, בדיקות פריסת 5G ובדיקות ממשק אוויר של מפעילי רשתות תקשורת סלולריות, יצירת וניתוח אותות 5G, בדיקות אנטנות ורכיבים של 5G, בדיקות כונני פריסת 5G, בדיקות ייצור תחנות בסיס 5G ובדיקות לאבטחת איכות של 5G (בדיקת תאימות NR של 5G/מדריך בדיקת תדר רדיו O-RAN/שיטות עבודה מומלצות לאימות רשת ליבה של 5G/מדריך אמולטור מסוף UEE/מערכת בדיקת שדה של ממשק אוויר של 5G עם פתרון אנטנה/סימולציית ערוצים של מערך פאזה) וכו'.

מאמר זה משוכפל מתוך "Keysight Technologies RF Baihuatan", תומכים בהגנה על זכויות קניין רוחני, אנא ציינו את המקור המקורי ואת המחבר בעת הדפסה חוזרת. אם יש הפרה כלשהי, אנא צרו עמנו קשר כדי למחוק אותה.