FPGA在复杂多变的5G商业模式中迎来创新机遇

shuszhao

尽管受到疫情的影响，但5G在全球加速部署的趋势并未停止。数据显示，目前，全球已有140家运营商在59个国家及地区推出了5G商用网络，412家运营商在131个国家及地区进行了5G投资。值得一提的是，超过40家运营商正在提供5G固定无线接入或家庭宽带服务，以充分发挥5G高带宽的特性。
根据赛灵思(Xilinx)及Mobile Experts数据，5G当前发展速度远远快于4G同期。2021年，5G基站部署量预计将突破百万，FR1(sub-7.125GHz )5G大规模MIMO系统将成为全球 5G的主要部署形态，而无论从部署速度，还是基站数量、整体规模来看，目前中国都位列全球第一。

                               
登录/注册后可看大图

广告

5G商业模式复杂多变

赛灵思通信业务主管总监Gilles Garcia日前在接受媒体采访时表示，4G市场相对来说比较简单，只包含移动数据，运营商与传统硬件OEM厂商构建网络、运营商向消费者销售数据，合作模式比较单一。但在5G时代，原有的商业模式被打破，运营商和OEM厂商的合作方式发生了新的变化。
例如出现了以O-RAN为代表的独立的或新的联盟，从而催生出规模更小、更多样化的供应商；或是一些新的运营商，日本的乐天、或者中国的广播网络运营商通过获得频谱，向传统运营商发起了挑战。同时，一些私有网络将充分发挥 5G 优势，获得5G的业务和能力，为企业客户打造独特的解决方案，而这在4G时代是不存在的。
“5G时代商业模式要复杂很多，无线运营商会有很多OEM厂商，无线电提供商，内容供应商，私有网络和颠覆性的供应商共同开发新的市场”，Gilles Garcia认为，新的需求正从这些变化中酝酿出来，对赛灵思这样的上游供应商来说，其产品既要能够满足传统OEM厂商，又要满足新的供应商需求，方案必须具有强大的可扩展能力，才能尽快满足基础网络大规模建设的需求。这既是未来5G大规模发展的前提，也是赛灵思的愿景。

                               
登录/注册后可看大图

从小蜂窝到宏蜂窝

他强调称，5G部署初期，网络覆盖能力是主要关注点。未来几年，小蜂窝、宏蜂窝以及毫米波的部署会更加普及，会更重视用户体验和对最终用户的功能提升，比如波束成形、引入人工智能和机器学习等等，5G部署也将因此走向成熟。此外，私有网络会是一个非常大的机遇，不仅对于赛灵思，对于所有的5G的供应商都是如此。在这一大背景下，具备强大可扩展性，适合从大规模MIMO宏蜂窝到小蜂窝节点的解决方案，将更具市场竞争优势。

[li]Zynq RFSoC DFE[/li]

赛灵思从2012年开始RFSoC项目的开发，2017年10月，正式宣布第一代Zynq UltraScale+ RFSoC系列正式开始发货。该系列将RF数据转换器、SD-FEC内核以及高性能16nm UltraScale+可编程逻辑和ARM多处理系统集成在一起，打造出了一个全面的模数信号链。随后，在2018-2019年，又陆续宣布推出第二代/第三代RFSoC产品，从而为6GHz以下频段提供全面支持。
按照赛灵思给出的产品目标市场，所有需要使用DAC/ADC的应用都有可能成为RFSoC的目标市场，包括无线应用的机器学习或者光纤领域, 跨越Massive-MIMO远端射频单元、毫米波移动回程、5G基带、固定无线访问、有线Remote-PHY节点、测试测量、卫星通信等高性能RF应用。
2020年11月，赛灵思宣布推出最新的Zynq RFSoC DFE自适应无线电平台，将硬化的数字前端(DFE)模块与灵活应变的可编程逻辑相结合，为涵盖低、中、高频段频谱的广泛用例打造了高性能、低功耗且经济高效的5G NR无线电解决方案。

                               
登录/注册后可看大图

与上一代产品相比，Zynq RFSoC DFE将单位功耗性能提升高达两倍，并且能够从小蜂窝扩展至大规模MIMO(mMIMO)宏蜂窝。该解决方案是一款独特的直接RF采样平台，能够在所有FR1频带和新兴频带(最高可达7.125GHz)内实现载波聚合/共享、多模式、多频带400MHz瞬时带宽。当用作毫米波中频收发器时，Zynq RFSoC DFE 可提供高达1600MHz的瞬时带宽。Zynq RFSoC DFE的架构支持客户绕过或定制硬化的IP模块。例如，客户既可以利用支持现有和新兴GaN Pas的赛灵思经现场验证的DPD，也可以插入其自有的独特DPD IP。
根据Gilles Garcia的描述，目前RFSoC所有可以硬化的部分都已经完成了硬化，如果用户还需要更多灵活度的话，可以在可编程逻辑的输入、输出部分，根据定制需求增加相关模块。未来可能会主要关注三方面：一是加入更多的DAC/ADC，以支持更多的天线；二是加入更多的AI内核支持波束成型；三是功耗，尽管已经是前一代的产品的一半功耗了，但未来会持续致力于降低功耗。

[li]TI电信加速卡[/li]

在赛灵思最新推出的TI电信加速卡中，他们的做法是由Zynq UltraScale+和2个用于无线电上行线路的SSP28机架来完成前传的终结，再用Zynq RFSoC做L1后备加速，实现低功耗下的高吞吐量FEC，最后将整张卡做成PCIe外形、FHHL(全高半长)、75瓦卡(如图3)，并兼容NEBS。此外，对于O-RAN前传终端，该板卡能通过其50Gbps的光学端口以100MHz OBW处理5G NR 4TRX的多个扇区。

                               
登录/注册后可看大图

这样做的好处在于芯片仍然是相同的芯片，但迁移进了符合O-RAN标准的PCIe卡中，使T1成为目前业界唯一一款既能运行O-RAN前传协议，又能提供L1层卸载功能的多功能PCIe尺寸规格板卡，从而为边缘软件释放了通用处理器资源，提高了效率，能够更好地在vBBU和O-DU平台上运行。T1也因此有望凭借合适的性能和超低的延时，帮助客户解决Open vRAN市场在O-DU领域面临的挑战。
这样，在标准商用服务器中，采用Arm或X86架构的通用处理器仍然扮演协议层处理(Open RAN)的角色，前传和L1卸载工作交由PCIe卡完成，解决了处理器无法单独处理大容量5G流量的难题。由于T1卡是一种外形小巧的单插槽板卡，能够插入到标准的x86或非x86服务器中，所以如果服务器上有多个插槽的话，就可以同时使用多个T1卡来提升性能和降低时延，以实现5G虚拟化O-DU平台要求的实时协议处理性能。
在谈及如何同时满足传统OEM和新供应商的需求时，Gilles Garcia表示，5G、3GPP、O-RAN等都需要定义接口来连接无线电和基带，无论是传统OEM供应商使用的老接口，还是新进入者独立决定所用接口，都可以通过赛灵思的可编程逻辑器件与灵活性实现。这种强大的可扩展性不但保护了供应商的即有投资，还能够帮助用户重复使用IP、设计以及无线电投入。

rongzhen

kingboy100

      

zeosv

从小蜂窝到宏蜂窝