Non ci sono prodotti a carrello.
I moduli wireless sono una scelta sempre più frequente tra i progettisti di sistemi che non vogliono affrontare le difficoltà della progettazione a livello di componente. I moduli per Wi-Fi, Bluetooth e per altri protocolli di comunicazione a corto raggio e le precedenti tecnologie cellulari esistono già da tempo. I dispositivi attualmente disponibili per le comunicazioni cellulari 5G NR ad alte prestazioni sono sempre più numerosi.
Cos’è il 5G NR 3GPP?
5G NR (New Radio) è lo standard tecnico per l’interfaccia aerea delle reti 5G. Fa parte delle specifiche del 3rd Generation Partnership Project (3GPP) e offre velocità dati più elevate, minore latenza, maggiore capacità e migliore connettività.
Le bande di frequenza del 5G NR rientrano in due categorie principali: Gamma di frequenza 1 (FR1) e Gamma di frequenza 2 (FR2). Le bande FR1 sono definite su un intervallo da 410 MHz a 7,125 GHz e alcune si sovrappongono alle bande 4G. Le bande FR2 vanno da 24,25 GHz a 71 GHz. In entrambi i casi, la disponibilità di queste bande varia a seconda della regione geografica e dell’autorità normativa. Le reti 5G si caratterizzano come standalone (SA) o non standalone (NSA). Le reti indipendenti sono SA. Una rete 5G implementata su un’infrastruttura 4G LTE è NSA.
La copertura del segnale è più ampia all’estremità inferiore dello spettro 5G NR. Le bande superiori eccellono in termini di velocità dei dati, prestazioni di latenza e capacità. Un numero crescente di casi d’uso mostra dove queste caratteristiche mmWave sono più apprezzate. Ericsson cita come esempi la sorveglianza e la video streaming/trasmissione, la gestione della capacità in aree affollate, le reti ultimo miglio, i sistemi AR/VR, le fabbriche intelligenti e le stazioni base di piccole dimensioni per l’espansione della rete. Altri esempi emergeranno man mano che le aziende impareranno a sfruttare al meglio le nuove opportunità offerte dalla tecnologia 5G NR, attraverso la connessione su reti 5G sia pubbliche che private.
SoC e moduli per ridurre il time to market degli sviluppatori
Per ottenere prodotti e sistemi 5G NR affidabili, i progettisti hardware devono far fronte alle consuete pressioni in termini di time-to-market. Si tratta di progetti che devono soddisfare criteri rigorosi per l’accreditamento normativo. I sistemi su chip (SoC) e i moduli pre-certificati dal carrier stanno semplificando il processo di sviluppo. Di seguito sono riportate alcune delle recenti innovazioni dei fornitori partner Avnet*.
Novità nel beamforming mmWave
Renesas. L’F5728 è un dispositivo altamente integrato per up-converting e down-converting dei segnali a frequenza intermedia (IF) nella gamma da 3 GHz a 9 GHz nelle bande mmWave a 26 GHz e 28 GHz. Viene utilizzato per il beamforming per antenne phased array 5G e applicazioni MIMO di massa. Impiega la classica miscelazione eterodina e due duplicatori di frequenza per la moltiplicazione 2x o 4x. Tutte le porte sono a 50 Ohm, single-ended, il che semplifica l’integrazione del dispositivo nelle catene di segnale. La catena di ricezione fornisce 22 dB di guadagno di conversione con una figura di rumore di 7 dB: in modalità di trasmissione il guadagno di conversione è di 25 dB. L’F5728 è controllato tramite un’interfaccia SPI. Il kit di valutazione F5728EVS è utile per valutare le prestazioni del dispositivo in applicazioni specifiche.
Chipset e moduli 5G
Quectel. Nel febbraio 2023, in occasione del Mobile World Congress, Quectel ha annunciato i suoi più recenti moduli 5G NR 3GPP Release 17. I moduli RG650E e RG650V sono progettati per l’accesso wireless fisso, la banda larga mobile avanzata (video HD, AR/VR, ecc.) e per le applicazioni di automazione industriale come il controllo remoto e la robotica. Entrambi operano nello spettro inferiore a 6 GHz (FR1), supportano l’aggregazione dei portanti e offrono larghezze di banda rispettivamente di 300 MHz e 200 MHz. La velocità dati massima è di 6 Gbps in download e 900 Mbps in upload. I moduli sono inoltre retrocompatibili con le reti LTE e WCDMA. Le interfacce di controllo includono USB, PCIe, PCM e USXGMII (Universal Serial 10GE Media Independent Interface). Entrambi i moduli sono basati sui sistemi Modem-RF 5G Qualcomm Snapdragon X75 e X72. Sono completati da un’ampia scelta di antenne compatibili disponibile da Quectel.
Sequans Communications. Annunciato nel maggio 2023, il chipset del modem Taurus 5G NR è progettato esclusivamente per applicazioni IoT a banda larga e sarà sottoposto a campionamento entro fine 2023. Si tratta di un’unità di elaborazione accelerata (APU) dual-core conforme a 3GGP versione 17 e progettata per funzionare nelle bande FR1 da 600 a 7.125 MHz, con fallback 4G LTE dove una rete 5G non è disponibile. Tra le interfacce ad alta velocità è previsto Ethernet a livello nativo. Il SoC è idoneo alle reti sia SA che NSA.
Conclusioni
Per questo mercato in rapida crescita vengono introdotti con regolarità nuovi SoC, moduli e antenne mmWave e 5G. Molti produttori di moduli 4G LTE devono ancora annunciare le loro offerte 5G; quindi, è utile prestare attenzione a ciò che accadrà nel prossimo futuro. Man mano che i processi di produzione dei semiconduttori avanzano, le radio 5G diventano sempre più integrate, più configurabili, più piccole e più efficienti; quindi, sarà utile tenere traccia delle novità.
