芯智讯|核心器件完全自主研发，盛纬伦10Gbps点对点ODU无线传输系统发布

2020年8月14日，中国5G核心元器件创新发展论坛暨2020汇芯（中国）产业技术发展论坛在深圳会展中心召开。盛纬伦（深圳）通信技术有限公司（以下简称“盛纬伦”）在论坛上发布了其最新的10Gbps点对点ODU高速无线传输系统产品。
一、盛纬伦10Gbps点对点ODU高速无线传输系统产品发布目前5G网络已经商用，随着5G基础设施建设的深入， 5G基站数量越来越多、基站的部署也越来越密集，而当前移动前传承载主要以点对点的光纤直接的连接方式为主，存在光纤资源消耗严重，光纤铺设成本高，扩容困难等一系列难题。而在未来的6G时代，这一些问题将会变得更加严重。这也意味着，仅仅有线传输并不能解决组网灵活性的问题，所以无线的高宽带的传输需求随之而至。在此背景之下，盛纬伦推出了10Gbps点对点ODU高速无线传输系统。

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△盛纬伦销售副总经理姚魁（左一）与同事张亮展示10Gbps点对点ODU高速无线传输系统
据盛纬伦销售副总经理姚魁介绍，盛纬伦的这款10Gbps点对点ODU高速无线传输系统，利用了新型调制解调无压缩方式，传输带宽15GHz ，支持10GE光端口接入，提供有效传输带宽最高12Gbps ，传输距离可达1英里（约1.7公里），时延最低可达10ms 。可以有效的解决目前运营商面临的5G基站密集部署导致的光纤资源消耗严重，光纤铺设成本高，扩容困难等一系列难题。

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需要指出的是，该ODU传输系统主要针对的是1英里的视距范围内（不能有阻挡）的点对点的无线传输，所以通常需要安装在城区楼宇顶部或可目视的空旷区域，而ODU设备在室外运行的时候，可能会因为天气的原因出现抖动，会出现方向对焦的偏离，影响传输距离和接收效率、接受灵敏度。因此，盛纬伦还将在设备底部设计了一个自动对焦的云台，方便进行点对点对焦，这样可以有效的解决外界的因素对产品的干扰问题。
另外，该ODU传输系统采用的频段是71GHz-86GHz ，带宽保证在15GHz带宽范围内，这么宽的带宽，可以充分保障了信号的传输效率，而且几乎是无延时的。

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目前5G基站的高能耗也已经成为了运营商面临的一大难题。根据中国移动公布的数据显示，基站是运营商能源消耗、运营费用的大头，2018年三家运营商基站耗电约270亿度，费用高达240亿元。而5G基站的功耗更是4G基站的3倍，这也意味着，相同基站规模下， 5G基站耗电将达810亿度，接近北京市年耗电量。
而盛纬伦的这款ODU高速无线传输系统采用了模块化设计，非常小巧，产品天线跟收发单元是集成在一起的，集成度比较高，设备体积比传统微波产品缩小3-5倍，这也使得该ODU传输系统在部署上比较容易。同时，该系统的功耗也非常小，可以控制在30W以内，再加上传输距可以达到1.7公里，这也使得该ODU传输系统可以帮助运营商进行灵活组网、有效的解决数据前传、回传的问题的同时，使得功耗大幅降低。
“5G网络用的是高频，高频空间损耗比较大， 5G的覆盖覆盖半径大概是300米，两台5G基站之间的常规传输距离约六百米，而我们设备的无线传输距离可以达到1.7公里，并且传输速率可达10Gbps 。所以在5G这个数据回传方面已经足够使用了。我们在拥有更远的传输距离的前提下，功耗还可以做到30W以内，可以帮助运营商在光纤部署、运营电费、场地租赁等多方面降低投资成本和运营成本。 ”姚魁进一步解释到。
据了解，目前盛纬伦的这款10Gbps点对点ODU高速无线传输系统的市场化成品样机已研制完成，未来将有望成为5G组网的核心产品，并且有绝对的性能和价格优势。而此前，该原型实验室样机曾在“深圳市5G技术应用大赛”中获得了全市第二名的好成绩。
除了这款产品之外，盛纬伦还计划在未来三年内陆续推出更高功率和更高速率的20Gbps/40Gbps/100Gbps点对点ODU高速无线传输系统，以满足客户对于更高传输速率和不同传输距离的需求。

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在产品的应用场景方面，除了运营商基站之外，盛纬伦还计划将其应用于高铁进站数据无线回传以及无线4K高清直播等方面。

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据姚魁透露，目前盛纬伦正在和铁科院联合开发，将点对点的数据回传系统装在高铁上面，以实现高铁进站数据无线回传。
“高铁是一个安全等级要求比较高的运输系统，从站点A运行到站点B ，实时监控的数据、流媒体数据量非常大。两个站点之间有200Gb 的监控数据量，在进站之后，需要将这些数据上传到数据中心，而这个数据的上传主要两种方式，一种方式是直接拿硬盘拷贝，另外一种方式是通过常规网络传输，这两种方式所需要的时间都比较长。如果使用我们的10Gbps点对点高速无线传输系统来传，一分钟可以传600Gb ，可以非常快速的解决高铁进站，数据上传的问题。 ”姚魁解释到。
在具体的价格方面，据芯智讯了解，盛纬伦的这款10Gbps点对点ODU传输系统的售价大概在8-10万元左右，虽然看上去不便宜，但该设备的部署将可为运营商降低很多的成本。
二、核心技术完全自主研发在目前中美贸易摩擦以及美国对中国科技产业进行压制的背景之下，自主可控已经成为了国内产业界一大趋势。而盛纬伦的这款极具技术领先性的10Gbps点对点ODU传输系统，其内部腔体结构设计、超材料、缝隙波导结构、高频芯片封装、有源/无源器件设计、超精密加工、软件控制代码等众多核心技术，也全部是由盛纬伦自主研发的，具有自主知识产权。
据介绍，盛纬伦在这一系列的产品开发当中，都在做自主知识产权的保护，公司从2018年成立到现在，累计发表了200多篇论文，发明专利已经有40多件。目前专利申请正在加速，平均每个月都有三项发明专利和一项PCT专利在申请。

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据姚魁介绍，盛纬伦公司拥有三项核心技术优势：
1、超材料技术＋缝隙波导结构
在超材料设计方面，盛纬伦采用周期性排布的EBG结构设计，通过仿真设计改变电磁场边界条件，从而获得了理想电磁体（PMC），通过控制电磁场的信号泄露和抑制，可以有效的控制电磁场在产品当中沿着缝隙波导有效的传输，可以控制电磁场的传输方向和传输效率。再加上盛纬伦的全新缝隙波导的设计理论和仿真原理，已经开发出20GHz-220GHz全系列缝隙波导平板阵列天线。

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截止目前，盛纬伦已经研制完成从20 GHz到220 GHz之间的全系列5G/6G平板阵列天线，均满足ETSI标准。在缝隙波导平板阵列天线增益方面，盛纬伦可以把增益做到38dBi以上，在该领域盛纬伦已经做到了世界一流水平，并且已成功实现产业化落地，盛纬伦核心技术团队创新发明的“缝隙波导平板阵列”高性能天线，填补了国际和国内空白。
2、高频芯片封装太赫兹收发模块

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在高频芯片封装方面，盛纬伦采用了低介质损耗高频射频集成电路设计结合PMC电磁场设计方法，将封装技术和低介质板理想的结合在了一起。同时，依托超材料结构设计，通过上图中的白色的银板，有效的将信号泄露、信号抑制等实现了很好的控制。盛纬伦还采用了无基板高频芯片封装，直接将芯片键合在了金属脊波导上面，有效的规避了传统的PCB板芯片封装带来的信号损耗大的缺点。该方案可以实现信号从芯片到外部接口高效传输。
此外，盛纬伦还积极展开毫米波和太赫兹波射频器件的开发。截止目前，公司也已经完成大部分毫米波和太赫兹波射频系统需要的元器件的研制，包括功率放大器PA、功率合成模块、高频低噪放LNA ，高频混频器，倍频器，波导滤波器、直波导、弯波导、软波导、波导耦合器、波导双工器等。
这些部件，都是毫米波射频系统和太赫兹波射频系统核心关键部件，整个行业都很紧缺，而且外购价格昂贵，也是射频系统不可或缺的组成部分。截止2019年年度，盛纬伦已经实现了自主研发，实现了小型化和国产替代，降低了整个系统的商业化门槛，市场化价值高。
3、超精密加工
由于国内高频领域的技术开发和技术研究资源相对比较匮乏，能够利用的资源不多。所以，盛纬伦自己开发、建造一些工艺生产线和超精密加工车间，拥有自己的万级防静电无尘室，可以封装自己的高频芯片。同时盛纬伦也有自己的芯片设计团队，委托代工厂做芯片的流片，芯片封装则是由自己完成，一部分封装成自己的收发模块和系统级的产品，另一部分也可对外出售给相关芯片公司。

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姚魁表示：“我可以非常有信心的说，这些技术在中国国内，我们都一流水平，而且是遥遥领先的。即使是在全球范围内，我们也是遥遥领先的。因为在相关的射频技术领域，高频的东西非常敏感，波长非常短。而且超精密加工这块，也是保障我们所有仿真设计能够将产品商业化、能够将产品实现量产的最终保证。前沿的技术领域和理论课题方面，已经有一些前辈在钻研，但是最终能够把技术落地，实现产品落地的公司却并不多，盛纬伦就是其中一家。我们非常的有信心，未来在高频天线领域，盛纬伦将成为一个引领者和领导者。 ”
三、新的产品方向得益于以上核心技术的加持，盛纬伦在推出10Gbps点对点ODU高速无线传输系统的同时，也在积极利用已有的技术开拓新的产品方向。
1、利用已经完成的太赫兹波发生源芯片封装模块，结合前端天线和射频集成电路，正在定向研制国内第一套165GHz 太赫兹安检收发系统，多波束相控阵扫描，成像快，清晰度高(目前国内主要采用28GHz和37GHz频段) 。
2、研发无人机MiniSAR毫米波位移沉降安全监控系统。该系统主要用于地质灾害位移沉降预警监测，如：山体滑坡、地面塌陷、危桥监测、城市环境监测等。目前技术相对成熟，实验样机7月份已展示并试飞，实验数据以及边坡监控现场数据目前已完成，成像清晰度和精度，能达到行业绝对领先水平，预计在2020年10-11月完成整套软硬件系统开发，将为公司未来毫米波应用领域打开新方向。
3、基于第三代复合半导体芯片集成-毫米波无线超高速传输解决方案。目前业界5G技术，几乎无法解决因为“无线连接”导致的不清晰，时延过长，无线带宽不够等问题。我们将用毫米波“无线”通信技术同时解决高清和无延时，多通道连接等需求，毫米波通信模组通信系统完成后，将能实现8-10m范围内，多点*10Gbps以上的无线通信速率，延时控制在0.2ms以内， 100%满足4K高清VR行业需求。
4、高频芯片封装。采用超材料波导互联、多层超薄波导技术，实现无基板毫米波芯片封装，高频混频器、倍频器、放大器封装等。
据芯智讯了解，今年年盛纬伦借助缝隙波导平板阵列天线的创新优势和在高频功率放大器PA、高频低噪放LNA、混频器、倍频器、E-band功率合成器等方面的性能优势，已经成功对接国内主流通讯公司，承接多款毫米波、太赫兹波产品开发，包括：28GHz-220GH各频段天线、功合器、双工器、超薄空气滤波器、双工器等产品。另外，多个项目已经完成样品测试认证， 9月份开始陆续小批量供货。
“盛纬伦计划在未来3-5年，仍将聚焦在毫米波、亚毫米波和太赫兹波缝隙波导阵列天线、射频集成电路(含IC)、太赫兹模块和太赫兹通信系统方面，坚持自主研发、国产化、全面提升各核心模块的性价比，打开并抢占国内外毫米波太赫兹波行业市场。同时公司还将结合在毫米波，太赫兹波领域的技术优势，计划研发多款高频超宽带通信产品应用于通信、测量、安检、医疗、无线消费娱乐产品等领域，在聚焦核心技术研发的同时，不断向系统级产品研发升级并实现大规模国产商业化。 ”姚魁最后总结说到。
编辑：芯智讯-浪客剑
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