随着5G的不断推出,该行业正在加快建设必要的基础设施,以支持新兴技术。挑战既有技术上的,也有经济上的;网络公司的目标是保持高网络性能,同时也要求低成本的部署和所有权。

为了满足这些需求,总部位于圣何塞的Point2 Technology发布了一项新的参考设计,将5G的范围扩大到40公里,同时还降低了5G网络部署的总拥有成本。

 

RangeXtender

Point2的RangeXtender。图片由Point2 Technology提供

 

在本文中,我们将讨论电子色散补偿的目的和功能,以及Point2的参考设计,作为该技术的一个例子。

 

5G中的光纤与色散

虽然5G是一种无线技术,但其性能仍然依赖于底层有线通信的性能,并受到其限制。具体而言,5G依赖光纤作为现有无线回程网络的首选介质。在这里,被称为前端的光纤连接着5G小蜂窝的密集网格。

5G网络的范围和可靠性面临的最重大技术挑战之一是这些光纤中的色散。

 

Chromatic dispersion

当不同的光线以不同的速度传播时,会发生色散。图片由FS提供

 

当输入信号在光纤中向下传播时扩散时,就会发生光纤中的色散。这种色散可能是由几个因素引起的,包括以不同速度传播的光线、光与介质中电子的相互作用以及光在某些光谱区域的吸收。

色散是信号特征和编码比特符号的失真,最终使解码输入信号变得更加困难。色散限制了光信号可以传输的范围以及它们可以解码的可靠性。

 

什么是电子色散补偿(EDC)?

为了校正光纤链路中的色散,一种流行的技术是电子色散补偿(EDC)。

Eye diagram before and after EDC

EDC前后眼图。图片由Synopsys提供

 

EDC是使用电子滤波(也称为均衡)来补偿光链路内的色散的过程。与其他形式的色散补偿不同,EDC发生在电域而不是光域,从而在系统级别上节省了成本。

EDC通常通过横向滤波器来实现,其中输出是几个时间延迟输入的加权和。通过这种横向滤波器,EDC可以校正输入信号,从而实现更可靠的解码和扩展信号范围。

 

Point2的参考设计以“RangeXtender2”为特色

为了在降低拥有成本的同时提高5G网络性能,Point2 Technology最近发布了一种新的5G参考设计。

 

Point2’s EDC technology

Point2的EDC技术。图片由Point2 Technology提供

 

这项名为5G RangeXtender2的设计基于Point2新的专有SoC。该SoC具有几个专用硬件块,包括一个PAM-4调制引擎,该引擎将电不归零(NRZ)调制转换为PAM-4调制器,从而将数据频率降低50%。

根据Point2,随着光频率的降低,网络解决方案对色散的有害影响表现出更大的免疫力。除了PAM-4引擎外,SoC还配备了一个EDC引擎,该引擎将双向时钟和数据恢复以及EDC结合在一起。同样,该功能旨在减少色散的影响,有助于最大限度地降低误码率并提高可靠性。

Point2表示,基于RangeXtender2参考设计的5G PAM-4和NRZ模块产品可以实现长达40公里的续航里程,同时还可以将5G网络连接部署的总拥有成本降低25%。如今,参考设计可以支持高达25 Gbps的解决方案,但该公司表示,其产品路线图将在未来提供高达100 Gbps的产品。