高性能微波/毫米波GaAs器件提高3G/4G回程网络的速度和容量

　　数据通信量的增加正在成为回程网络的瓶颈

近年来，宽带用户数量明显增加，并出现了大量手持移动互联网设备(MID)。数据和视频应用已超过话音(参见图1)，导致传输网络的需求量前所未有地急剧增长。市调专业机构ABIResearch最新报告显示，2009年移动通信用户总量将达到43亿，2013年将接近54亿。因此，数据在移动通信中所占比例将迅速增长。保持这种增长势头很大程度上取决于移动用户能否获得积极的宽带体验。为保证各类通信的服务质量(QoS)，收集和传送数据的回程网络必须与用户需求保持同步。

智能手机以及其他MID的增加推动着数据通信量的增长，一些运营商已开始感受到网络问题。YankeeGroup Research最新调查显示，50%的移动网络故障是因回程网络效率低下造成的。目前普遍认为，移动网络的瓶颈已由无线接入网(RAN)转移到回程网络。传输重点由话音向数据的转化，要求回程网络显著提高容量和数据速率。随着数据通信量的持续增长，移动用户希望保证可靠的宽带连接，并不断提高下行链路传输速度。同时，由于对等数据和双向视频应用的增加，使用模式也正在由以非对称通信为主(以下载为中心)，转变为以对称模式为主。

　　高性能GaAs可消除回程瓶颈

宽带需求的增长要求网络运营商积极升级回程网络。目前，依赖于租用线路、多路T1容量的回程网络是一种费用高、效率低下的解决方案，难以满足不断增长的容量要求。大部分运营商采用40Gb/s光纤和大容量微波无线电，作为升级回程网络的有线和无线技术选择。这两种技术明显优于租用线路。成本、地理分布、投放市场速度和可用频谱，在运营商的选择中具有重要作用。不过，光纤和无线电解决方案都需要带宽、线性和功耗加以改进的新一代高频、高性能RF器件—具有砷化镓(GaAs)晶体管、放大器及相关器件共同特征的器件。理想条件下，这些高频器件还应采用低成本表面贴装技术，即通常低频电子产品所采用的同样组装方法。

光纤回程网络—据YankeeGroup在WiMAXTrends公布的调查结果，由于最佳回程解决方案在速度和容量方面的表现，光纤网络将全球小区基站回程网络的份额提高到25%。InternationalDataCorporation(IDC)调查结果显示，现有光纤网络容量中，相当一部分已被用来满足当前需求。IDC预计，到2012年，数据通信量将增长三倍。更大带宽的高速网络使运营商能够更加经济高效地满足全球市场对带宽不断增长的需求。光纤网络由10G到40G/100G的成功过渡，推动了对于高性能、宽带GaAs器件解决方案的需求。结合DQPSK(差分正交相移键控)等有效调制机制，这些GaAs产品有助于网络运营商和用户提高现有光纤网络容量。

40GDQPSK高效频谱调制所需光谱更窄，具有优异的色散允差，可利用现有10Gb/s以太网线卡按标准50GHz信道间隔进行部署，可使网络运营商获得极大收益。此外，采用DQPSK调制，40Gb/s转发器要求系统电子器件的运行速率仅为半个比特率。优化当前DQPSK系统性能需要采用带宽高于22GHz的宽带、高性能调制器驱动器。

例如，TriQuint新的TGA4943-SL调制器驱动器模块，是首款在表面贴装封装内集成多个放大器和滤波器的产品，便于设计师组装40Gb/s光网。集成式SMT模块具有高输出驱动能力、高边沿速率以及优异的信噪比，功耗仅为2.1W—大约为其他现有40G解决方案的50%，从而显著节省网络运营商的成本。这种新的模块专门满足DQPSK调制标准对性能的要求。图2所示为14.4×7×2mm SMT小型调制器驱动器模块。图3所示为22Gb/s、0.48Vppinput、Vout=8Vpp条件下测量的DQPSK眼图。

无线回程网络—微波无线电为经济高效、在市场上快速投放高容量回程网络提供了解决方案。光纤在美国无处不在，而在其他国家并不十分普及，因此微波无线电解决方案在这些地区具有很高的吸引力。据EJL Wireless Research调查，全球无线网络近80%为低容量PDH链路，采用QPSK-16QAM调制，数据速率最高64Mb/s，许可工作频段在6~40GHz之间。随着速度和容量需求的急剧增长，大部分无线网络现在的数据速率已超过155Mb/s，采用越来越复杂的调制机制(最高256QAM)提高有限信道带宽的频谱效率。71~86GHz许可频率范围内(E波段)的活动也在增长，有限范围内数据速率可达千兆比特。

高容量无线系统需要高性能RF前端器件，特别是在终端发射功放级。用于高容量毫米波无线电的新型放大器要求线性优异、功率耗散低并采用表面贴装封装工艺，可利用标准SMT设备和技术进行组装。例如，TriQuint TGA4530-SM是一种用于18GHz无线电应用的线性功放。TGA4530在1dB压缩点处的