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因應高流量/低延遲挑戰 5G基頻設計學問多

文‧黃繼寬 發布日期:2018/01/25 關鍵字:恩智浦基頻Controll PlaneData Plane

隨著5G服務商轉的腳步越來越接近,相關網路設備的需求也開始萌芽,並為相關處理器晶片業者帶來新的機會。不過,由於5G與先前幾個世代的行動通訊要求大為不同,不僅要追求更高的資料吞吐量,還要具備更大的網路容量與更好的服務品質(QoS),因此5G基頻處理器的研發設計,有著相當高的門檻。

恩智浦(NXP)半導體數位網路事業部全球產品經理張嘉恆表示,對於網路設備開發者跟晶片供應商來說,5G是一個全新的世代。在以往,行動通訊技術的改朝換代,重點都放在頻寬升級,以便提供給使用者更快的行動上網服務。但是在5G世代,為滿足各種物聯網(IoT)應用的需求,行動網路不僅要支援更高的頻寬,還要具備更大的網路容量跟更低延遲、更穩固的連線,以便讓行動網路可以支援數以萬計的各種聯網裝置,或是滿足工業等產業應用的需求。

對基頻處理器開發來說,這意味著處理器本身必須具備極高的彈性,以便支援eMMB、URLLC與mmTC等不同的5G規格,但同時又要有很好的性能表現,否則資料吞吐量將無法達到5G要求的水準。傳統上,這兩個需求是矛盾的。要支援多種協定,最有彈性的做法是用軟體來實作,但軟體實作的效能遠不如硬體實作;硬體實作雖然有很好的效能,但又不容易支援多重協定,特別是在標準還沒有完全底定的情況下,萬一標準有變動,修改起來會十分麻煩。

為了解決這個問題,恩智浦的基頻處理器採取資料面(Data Plane)與控制面(Controll Plane)分離的設計架構。Data Plane採用硬體實作,以平行運算的概念來精準地控制封包的收發跟延遲,滿足5G對資料吞吐量跟連線品質的要求;至於在控制面,處理器則內建高性能通用處理器核心,來支援各種通訊協定。

張嘉恆預期,5G實驗網路最慢在2019年就會展開布建,因此相關設備跟處理器的需求將在2018年開始放量。而5G由於是採取全IP架構,台灣網通業者相對熟悉,因此有部分台灣客戶確實已經打入全球電信業者的供應鏈。不過,整體來說台灣業者的產品還是以硬體板卡為主,在整體方案方面,由於涉及到軟體跟通訊協定,因此能提供整體方案的台廠還是很少。

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