原创 硕凯电子:除了提速,5G通信还需要增强防护等级

2016-3-28 14:55 206 0 分类: 通信

4G通信速度确实带给消费者很大的惊喜,然而,还有一部分的技术控并不满足于现行的4G速度,据悉,在美国,运营商AT&TVerizon都开始了小规模的5G网络实验,预计该网络将于2020年正式上马。对于5G,恐怕大家最熟悉的还是网速的提升,不过该技术可没有那么简单,硕凯电子FAE工程师指出,5G通信提速的同时,有必要兼顾其电路保护的防护等级。

 在网速方面,5G将比现有的4G快上10-100倍,这就意味着未来我们能享有4Gbps的超高网速(这也是5G得名“没有光纤的光纤网络”的原因)。网速的突飞猛进主要得益于运营商开放更多的无线信道和毫米波技术(信号传输距离缩短,网速加快)的运用。小型基站的运用提高了网络的覆盖率,数据的传输和交换距离也变得的更短,这对通信基站电路保护解决方案提出了更高要求,5G提速的同时带宽和工作频率都将有极大跃升。而电路保护专家硕凯电子更多关注的是数据传输中通信基站的电路保护问题。实现这些目标的基础是要有相应的器件进行支持。我们认为要满足高频、高带宽、高效率的需求,大通流陶瓷气体放电管是通信基站电路保护解决方案的最优选择。

作为分析公司Recon Analytics的创始人和5G网络专家,恩特纳表示:“随着物联网革命的不断推进,5G网络未来将成为数十亿设备的坚强后盾。”实际上,对于用户来说更重要的是5G在网络容量上的提升,它可以承载更多的设备。随着物联网建设的深入,未来联网设备会变得越来越多,从办公室的安防系统到车上的广播都会成为5G网络中的一员。预计到2020年,联网设备的数量会有爆炸性的增长,你的衣服、运动配件、大桥,甚至身体都会成为网络中的一环。

所有安装在户外的设备(以及部分安装在室内的设备)都面临雷击的危险,从而可能导致所有连接线路(包括电源线和数据线)出现浪涌。关于此类浪涌的现行规范包括GR-1089IEC 61000-4-5IEEEC62.41以及ITUK.44/20/21/56

安装在室内的设备则可能受到人类或其他带电物体静电放电(ESD)的影响,这种ESD可进入数据线。IEC 61000-4-2提供了应用级ESD测试方法的相关建议。

交流电源线的雷击浪涌保护相当简单——利用高能量MOV(金属氧化物压敏电阻)或陶瓷气体放电管防雷过电压即可,但必须与短路和过载保护的熔断器装置相结合。需谨记的一点是,MOV的寿命取决于其能够吸收的总能量,也就是说,应根据瞬态调整MOV的额定瞬态能量。MOV正确合理的选择,能最大限度地减少因浪涌保护器损坏而导致的设备故障。

对于直流电源线而言,TVS瞬态抑制二极管可提供低钳位电压值,最大限度减少对设备的电气应力。不同于其他传统的无源器件,TVS即便面临多个浪涌事件也不会出现磨损。

过电流保护可通过熔断器装置或可恢复保险丝PTC实现。数据线可能面临雷击浪涌、与交流电源线的交互耦合,以及ESD的威胁。

这些线路承载的频率较电源输入更高,能够在一定的电压范围内工作,因此相应的防护需求也较电源输入应用更加复杂。

通信系统避雷过压保护的技术原则如下:

1)接口避雷器通常串联在数据线路中,其选择和应用必须以不影响数据传输为前提。

2)应根据接口速率,选择工作带宽、物理接口合适的数据接口保护用避雷器,与数据设备接口的连接应尽量少用转接的方式以免增加插损,影响信号输送。

3)对于速率较高的数据设备接口,应选择极间电容、漏电流、插损、驻波比尽可能小、响应时间尽可能快的数据避雷器。

4)应根据信号工作电压的不同,选择动作电压和限制电压合适的数据接口保护避雷器。

5)根据设备接口的抗雷电要求,应选择有足够大的耐雷电冲击能力的数据避雷器。

6)数据避雷器必须有可靠的接地连接,该接地线应与被保护的数据设备的地线就近可靠连接,接地线截面应不小于25 mm2.

5G通信设备的防雷击、ESD和电源线浪涌保护是系统设计中非常重要的一项考虑因素。鉴于其暴露于高浪涌环境下,用于RBS配线架的防雷过压器件通常为气体放电管(GDT)类型。如果没有采用相应的设计来防止上述电击威胁,就有可能导致现场故障、产品退货、声誉受损以及丢掉业务的后果。

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