통신망 확보

Jun 15, 2023

GSMA에 따르면 5G 출시는 현재 순조롭게 진행되고 있으며, 2025년까지 전 세계 인구의 1/3을 대상으로 서비스가 제공될 예정입니다. 주요 휴대폰 제조업체는 이론상 최대 50Gb/s 속도로 데이터와 비디오를 스트리밍하려는 사람들을 만족시킬 5G 지원 휴대폰을 출시했으며, Statista에 따르면 전 세계 5G 가입 건수는 2023년까지 13억 명에 이를 것으로 예상됩니다. 그러나 5G는 더 빠른 스마트폰 그 이상입니다. 이는 인공 지능, 클라우드 컴퓨팅, 자율 주행 차량, 사물 인터넷(IoT), 스마트 도시 및 산업, 그리고 아마도 아직 꿈도 꾸지 못한 애플리케이션의 기반이 되는 기술을 뒷받침합니다. 결과적으로, 새로운 5G 인프라에 대한 투자가 높아질 것이며, 네트워크 사업자는 Statista가 예상하는 2021년에만 1조 4천억 달러의 통신 서비스 지출에 대한 가장 빠른 수익을 모색하게 될 것입니다.

5G 인프라는 본질적으로 단순히 4G로의 업그레이드가 아닙니다. 최대 성능에서 5G는 더 높은 주파수를 사용하고 적용 범위가 작아서 더 많은 셀이 필요합니다. 저, 중, 고의 세 가지 대역을 사용할 수 있으며 대부분의 설치에서는 2.5~3.7GHz의 중간 대역과 최대 900Mb/s의 속도를 사용합니다. 저대역은 범위와 적용 범위가 유사한 4G와 유사한 주파수를 사용하므로 추가 이점은 거의 없지만 트래픽이 적은 지역에서 기본적이면서도 넓은 적용 범위를 빠르게 달성하기 위해 사용할 수 있습니다. 결국 70GHz 이상에서 작동하는 고대역은 가장 빠른 데이터 속도를 제공하지만 적용 범위는 약 1.5km로 매우 제한되어 있으므로 경기장, 시장 및 컨퍼런스 센터와 같은 공공 장소에 선호됩니다. 이러한 위치의 트래픽은 높을 수 있지만 기지국은 작아서 '빔포밍' 기술을 사용하여 제한된 지역에 분산되어 우수한 커버리지를 제공할 수 있습니다.

따라서 셀은 100W 이상을 전송하는 MIMO(다중 입력 다중 출력) 메트로 셀부터 밀리와트에서 작동하는 펨토 셀까지 전력 출력과 범위를 줄여 '메트로', '마이크로', '피코' 및 '펨토' 적용 범위 범주에 속합니다. 수준. '소형 셀'이라는 용어는 세 개의 가장 작은 범주를 함께 사용하기도 합니다. 처리량과 기지국 수가 증가함에 따라 에너지 소비가 전반적으로 증가할 것으로 예상되며, 일부 보고서에서는 4G에 비해 두 배로 증가할 것으로 예측하고 있습니다. 에너지는 네트워크 사업자에게 주요 비용이므로(MTN 컨설팅에 따르면 4G의 경우 5~6%) 기지국 전자 장치의 모든 요소 효율성을 높여야 한다는 극심한 압력이 있습니다.

기지국에서 특히 비효율적인 단계 중 하나는 RF 전력 증폭기인데, 이는 전통적으로 최대 몇 GHz까지 kW를 생성할 수 있는 LDMOS 장치를 사용해 왔습니다. 그러나 5G의 더 높은 주파수에서 더 나은 효율성을 추구하기 위해 저전력/대용량 소형 셀 설치에 적합한 질화갈륨(GaN) 장치가 점점 더 많이 사용되고 있습니다. LDMOS는 일반적으로 26~32V DC 레일에서 전원을 공급받는 반면 GaN은 50~60V를 사용합니다. RF PA의 효율성은 여전히 ​​높지 않아 최대 약 60%이므로 배터리 지원 시스템 공급 장치에서 전력 레일을 생성하는 데 절약되는 모든 와트(아마도 48V)는 가치가 있습니다.

RPA150E 시리즈는 5G 전력 증폭기 스테이지에 적합한 DC/DC 컨버터입니다. 갈바닉 절연되어 있으므로 입력 전압은 일반적인 통신 -48VDC 또는 -24VDC 공급이 될 수 있으며 출력은 접지에 대해 양극입니다. RPA50E는 출력 RF 전력 증폭기에 공급하기 위해 연속적으로 150W, 최대 200W의 피크 전력을 제공할 수 있으며, 공칭 출력 전압을 ±20% 트리밍하여 최대 효율을 위한 최적의 공급 전압을 공급할 수 있습니다. 1/8 크기의 브릭 형식은 정격 전력에 비해 설치 공간이 매우 작으며 베이스플레이트 냉각을 통해 정격 감소 없이 고온 작동이 가능합니다.

5G 애플리케이션에서 DC/DC 컨버터의 중요한 특징은 대기 전력 소비가 낮고 저전력 차단 모드로 설정될 수 있다는 것입니다. 사용자 트래픽이 없어도 시스템 정보와 동기화/참조 신호를 지속적으로 전송하는 4G와 달리 5G는 평균 전력 소비를 최소화하는 데 사용되는 고급 '슬립' 모드(ASM)를 정의했습니다. 절전은 대기 시간과 맞바꾸지만 약 50%의 이득은 매우 매력적입니다. 따라서 시스템 DC/DC 컨버터에 저전력 차단 기능을 갖추는 것이 중요합니다. RPA150E는 또한 변환 효율이 91%가 넘고 대기 소비량이 3mA에 불과해 배터리 구동 공급 장치와 함께 사용하기에 이상적입니다.