5G ממשיך להתפתח ולקבל צורה כסטנדרט האלחוטי הנייד הבא. כבסיס לכל שדות היישומים של 5G, ציוד רשתות סלולרי בעל ביצועים גבוהים הוא קריטי להצלחה. רדיו 5G חדש (NR) הוא הדור הבא של רשתות סלולריות ומנצל רצועות חדשות בתחום תדרים 1 (FR1) מ -410 מגה-הרץ עד 7.125 גיגה-הרץ ומציג תדרים גבוהים יותר בטווח mmWave, המכונה טווח תדרים 2 (FR2) החל מה- 24.25. GHz עד 52.6 GHz.
ישנם אתגרים רבים הקשורים ל- 5G. אחד האתגרים הגדולים ביותר הוא הגמישות העצומה של 5G. ריווח תת-נושא, משך הסמל, משך הקידומת המחזורית, רוחב הפס, תדרים מ -400 מגה-הרץ ל -43.5 גיגה-הרץ, פונקציות וירטואליות (רשת ליבה) ועוד הופכים את 5G למורכב להפליא. כדי לבדוק באופן מלא 5G, ציוד הבדיקה צריך גם להיות גמיש להפליא כדי להפחית את הצורך בעשרות פתרונות בדיקה שונים של 5G.
סטנדרטיזציה של 5G ויישומים המתמקדים בפס רחב נייד משופר (eMBB) הם מקרי השימוש העיקריים הראשונים המאפשרים שירותי נתונים מהירים יותר עבור משתמשי הקצה. הפעלת eMBB מחייבת שימוש בטכנולוגיות כגון צורת קרן הטומנות בחובה אתגרים עיצוביים מסוימים עבור ציוד תשתית רשת סלולרית.
שני מקרי השימוש העיקריים האחרים הם תקשורת מסיבית מסוג מכונה (mMTC) ותקשורת אמינה במיוחד, עם זמן אחזור נמוך (URLLC). מקרה השימוש ב- mMTC תומך בחיבורים מהירים ובלתי מוגבלים של מספר גדול של מכשירים, כגון הנדרש ליישומי האינטרנט של הדברים. עבור URLLC, תקשורת אמינה וחביון נמוך הם נושאי המפתח, שהם חובה עבור יישומים אנכיים כגון IoT תעשייתי ונהיגה אוטונומית.
יישומי המיקוד הראשונים של 5G עבור eMBB, mMTC ו- URLLC (מקור: Rohde & Schwarz)
מגמות תשתית
גמישות
התפתחות מכשיר המשתמש מטלפון רגיל למכשיר מונחה יישומים התומך במקרי שימוש שונים מחייבת תשתית גמישה שיכולה להתמודד עם דרישות השירות 5G הקשורות ל- eMBB, URLLC ו- mMTC. בעוד ששיטות רשת המוגדרות על ידי תוכנה מאפשרות וירטואליזציה של פונקציות, הפונקציות בפועל ינותקו מחייב חומרה ישיר. משמעות הדבר היא כי פונקציות הרשת אינן מוסדרות עוד לאלמנטים חומרתיים ספציפיים ברשת. פונקציות רשת מסוימות עשויות להיות מיושמות בענן, בעוד שאחרות יכולות להיות מיושמות בחומרה.
רשתות מבוזרות וממשקים פתוחים מאפשרים תפיסה מרובת ספקים ומזרזים הכרות עם שירותים חדשים. המטרה היא להפוך את הרשת לחכמה, זריזה וגמישה. אסטרטגיות פריסה עצמאיות 5G ולא עצמאיות דורשות חומרה גמישה כדי לעבוד עם טכנולוגיות 2G, 3G ו- 4G מדור קודם. הדרישות הטכניות ההולכות וגדלות של 5G יחד עם מורכבות המערכת מחייבים להסתמך על ציוד בדיקה חסין עתיד ועל פתרונות בדיקה ייעודיים המותאמים ליישומים לכל מחזור החיים.
צפיפות רשת
ביקוש הולך וגובר לשיעורי נתונים גבוהים יותר מביא את תאי המאקרו לגבולותיהם. צפיפות רשת מאפשרת להתמודד עם דרישות הקיבולת המאתגרות על ידי השלמת תאי מאקרו. בהתאם לספקטרום התדרים הקיים ולתקנות היישום, פתרונות צפיפות הרשת נעים בין תאים קטנים בעלי הספק נמוך למערכות אנטנות מבוזרות ופתרונות mmWave. כאחד ממקרי השימוש הראשונים עבור יישומי 5G mmWave, גישה אלחוטית קבועה באורך האחרון משתמשת ביכולת הגדלת המסיבית להביא פס רחב לבתים פרטיים.
בנוסף לתמיכה ברצועות התדרים החדשות של FR2, ציוד הבדיקה צריך להישאר זריז מספיק כדי לתמוך בכל השלבים והשלבים השונים של 5G, כגון דו קיום מתמשך עם LTE, השימוש בשיתוף ספקטרום דינמי והמעבר מ- NSA ל- SA. יש לבחון ולאמת גם דרישות חביון ואמינות חדשות עבור רשתות הקמפוס. בדיקות אוויר, בניגוד לבדיקות שנערכו, מהוות כיום צורך באתר התאים להבטחת מדדי איכות עם אימוץ נרחב של צורת קרן.
התשתית האלחוטית 5G מקיפה רשת של תחנות בסיס מאקרו ותאים קטנים. (מקור: רודה ושוורץ)
פיתוח אדריכלות רשת סלולרית
החשיבות של תשתיות רשת סלולרית 5G הולכת וגוברת יחד עם הצורך בביצועי רשת אמינים במקרי שימוש שונים, החל מהתפרצויות נתונים ספוראדיות ועד העברה מהירה ואמינה של זמן אחזור נמוך. מגמות כמו עננות, פירוק ומחשוב קצה רב-גישתי מכוונות לרשתות חכמות, זריזות וגמישות. האתגר הוא לגשר על הפער בין ריכוזיות, צריכת אנרגיה נמוכה יותר ומורכבות נמוכה יותר לעומת פריסת רשת מבוזרת היררכית שמטפחת חביון נמוך, בקרת RAN חכמה ואיכות שירות (QoS) ממוטבת.
תכונת הגישה וה-backhaul המשולבת של ה-3GPP מאפשרת גישה ו-backhaul באמצעות אותו ממשק אוויר 5G טֶכנוֹלוֹגִיָה, מינוף פריסה מהירה של רכיבי תשתית. חיבור בכל מקום הוא יעד חשוב להביא קישוריות לאזורים כפריים ולרשתות IoT במקומות מרוחקים, תוך טיפוח רשתות לא יבשתיות.
מוּמלָץ
מדידות רשת אמינות מאפשרות שיפורי QoE
רשתות פרטיות / מקומיות
תעשיות כמו מתקני ייצור יכולים להשתמש בטכנולוגיית 5G כדי ליצור רשת מקומית או פרטית בתחום ייעודי. בהתבסס על חיתוך רשת או רשתות בודדות בבעלות תעשייתית, רשתות פרטיות כוללות קישוריות מאוחדת, שירותים המותאמים למקרה שימוש וסביבה מאובטחת. ממשלות החלו לספק הקצאות ספקטרום ספציפיות לרשתות פרטיות. מפעילי רשתות יכולים להציע רשת לא ציבורית כרשת וירטואלית כשירות ללקוחות שלהם.
תלוי אם הבדיקות יבוצעו על ידי בעל הרשת או יועברו למיקור חוץ למפעיל הסלולרי או לצד שלישי אחר, הבדיקות יצטרכו להפוך לחלק מתהליך הבעלות וההפעלה של רשת פרטית כדי להבטיח איכות רשת, ביצועים ואמינות. .
בדוק אתגרים
רכיב מו"פ
פיתוח ציוד רשת אלחוטית מתחיל בבדיקת רכיבי RF (מגבר כוח, חזית RF, ממיר D / A, פילטר, מערכי אנטנות) ואימות מודולי עיבוד האות והספק הדיגיטלי. בדרך כלל, אותות גל רציפים משמשים לאפיון מדדי ביצועי RF כגון פרמטרי S. שיטות מתוחכמות יותר מיושמות יותר ויותר לביצוע בדיקות עם אותות מווסתים. טכניקות מתקדמות כגון עיוות דיגיטלי עוזרות להשיג ביצועים מיטביים.
תכנון ואימות
בדיקות תכנון ואימות מסייעות להבטיח ביצועים פונקציונליים של רכיבים, תת מערכות ומערכות במגוון רחב של תנאים. רצפי בדיקה יכולים להיות בעלי היקף גדול ולכסות פרמטרים מרובים כגון תדר, הספק, קרניים וטמפרטורה. זה כולל ביצועי עוצמה ואפנון של רכיבים ומשדרים, דיוק צורת קרן (למשל כיוון קרן והספק) ושלמות האות על פני ממשקים דיגיטליים מהירים.
שילוב ואימות
בדיקות שילוב ואימות מכסות את תחנת הבסיס המלאה כמו גם את תת המערכות שלה. אתגרי הבדיקה 5G כוללים מורכבות אנטנות, הרחבת רוחב הפס ותדרים גבוהים יותר. הבדיקה כוללת דפוסי קרינה כדוריים, כוח מקרין כולל, מאפייני משדר וביצועי מקלט, כולל ניתוח ביצועים בטווח טמפרטורות גדול לכל האותות. ההתמקדות היא בערכות תכונות ושלמות המבחנים. המדידות יכולות לפעול 24/7/365. תרחישי הבדיקה הם אוטומטיים. היקף הבדיקות רחב משמעותית ממה שמוגדר במפרט 3GPP, הדורש ציוד בדיקה יוקרתי ותאי אנכוי גדולים.
5G מביא אתגרי בדיקות חדשים עם מורכבות אנטנות, הרחבת רוחב הפס ותדרים גבוהים יותר. (מקור: רודה ושוורץ)
הבאת ציוד רשת 5G לשוק
אישור תאימות
גופי תקינה, כגון 3GPP, מציינים מבחני התאמה כדי להבטיח שתחנות הבסיס פועלות במגבלות RF וביצועים מוגדרים היטב. מבחני ההתאמה שצוינו על ידי מאפייני משדר ומקלט של 3GPP, כמו גם ביצועי מקלט בתנאי רעש ודהייה. רשויות רגולטוריות, כגון FCC, OFCOM ו- BNetzA, בדרך כלל מציבות את הגבולות לבדיקות אלה. תחנות בסיס צריכות לעבור מבחני התאמה באזור בו יותקנו לפני שהן יוכלו להתחיל לפעול בשטח.
מבחני ייצור
מבחני הייצור כוללים שני שלבים: תת מערכת ובדיקת מערכת מלאה. ראשית, מערכות מכוילות. זה כולל יישום של אות ברמה ידועה, תכנות מכשירים לדיווח על רמת האות הנכונה, וכוונון מסנן או הגדרת הנחתה פנימית ליצירת הספק המוצא הנכון. לאחר מכן, הביצועים אומתו.
מבחני הייצור נועדו להבטיח את איכות המוצר ללא תלות בבדיקות 3GPP. מכיוון שתפוקה ויעילות הן קריטיות, מכשירים מהירים עם ביצועים עליונים וטביעות רגל קומפקטיות הם חיוניים. בדיקות ייצור מקבילות יותר ויותר אוטומטיות לרמות תפוקה גבוהות יותר.
התקנת רשת ובדיקת רשת סלולרית
יש לאמת כל אתר תאים חדש בכדי להבטיח ביצועי רשת נכונים ו- QoS. הליך אופייני לקבלת אתרים כולל מדידות ספקטרום הנערכות באוויר כדי לנתח את המשדר בתחומי התדר והזמן ולפתור בעיות.
ל- 5G יש דרישה חדשה לבדיקות פונקציונליות המאמתות את החיבור לרשת ואוספות KPI של ביצועים כמו זמן אחזור, מהירות הורדה ומהירות העלאה באמצעות טלפון חכם. לבסוף, פענוח אותות משמש לאימות מידע ברשת ואותות סנכרון עבור אותות העוגן 5G ו- LTE. ברגע שהרשת פועלת, ניתן לאבחן ולפתור בעיות טכניות באמצעות פרוצדורות פונקציונליות, ספקטרליות ואיתות.
סיכום
חידושים טכנולוגיים הובילו לפתרונות בדיקה ומדידה חדשניים המאפשרים ללקוחות להשיק מוצרים 5G בצורה מהירה ובטוחה יותר. השיפורים האחרונים מאפשרים לייצר ולנתח אותות 5G NR תת-6-GHz ו- mmWave.
ככל שהטכנולוגיה הניידת ממשיכה להתפתח, בדיקות עבור אימות עיצוב ו / או ייצור נפח הופך למשימה קריטית יותר. מפעילי רשתות ו- OEM של מכשירים חייבים להיות מסוגלים להעריך ולאשר את מאפייני האמינות והביצועים של מכשירים ותחנות בסיס בסביבות הדומות מאוד לזו בה הם משמשים בפועל. אין ספק ש- 6G תביא עוד יותר מורכבות ואתגרים, עם השימוש המיועד בתדרי טרץ, או אפשרות של קידוד ערוצים חדש ויעיל ביותר ושימוש בטכנולוגיות רשת אנטנות מתוחכמות.
על רודה ושוורץ