使用 FPGA 的無線解決方案
在互聯世界中，Intel 能助您一臂之力。
專為 RAN 打造的 Intel® FPGA
5G 的競賽已經展開，並正迅速走向未來。Intel FPGA 採用突破性的軟邏輯與整合式小晶片技術，可在重要時刻發揮效能，並在需要時提供靈活彈性。
利用專為節能與節省開發成本最佳化的 Inter 支援平台，成為市場先驅者。
掌握下一波無線電浪潮
隨著無線連線能力的需求持續成長，無線電波的部署場景也越來越多樣化，包括巨量覆蓋、採用 mMIMO 的使用者容量，或是採用 mmW 的輸送量。從商業行動網路到私人企業和製造工廠，無線電都是複雜的系統，必須處理多個頻段、輸出功率等級、頻寬、不同的標準、功能拆分和 RF/天線需求。無線電必須比以往更靈活、更強大，並能在惡劣的高溫環境下穩定運作且符合成本目標。
Intel SoC FPGA 提供一流的每瓦效能，可滿足各種無線電波應用不斷增長的需求，讓廠商能進行創新與差異化，定義無線電中的獨特功能組合和智慧功能。
隨著覆蓋率增加，空中就需要更高的傳輸功率。遺憾的是，這會導致耗電量增加。這兩個因素比起以往都來得更為關鍵，突顯透過最佳化的數位前端實現高效能功率放大器的重要性。Intel 及其合作夥伴的統包式大型基地台支援套件利用經過 Intel 最佳化的 IP 與軟體，可讓系統設計師降低整體系統耗電量並提高覆蓋範圍，同時還能加速上市時間。Intel 的大型基地台解決方案靈活且可現場升級，能降低營運成本與資本支出，同時實現經得起未來考驗的部署。
透過巨量 MIMO 獲得卓越效能，能夠帶來更高的使用者容量、更快的資料速率和更低的延遲，從而提升使用者體驗。密集的市區需要提高使用者容量，而農村地區則需要更多覆蓋範圍。mMIMO 透過單一解決方案解決這些問題。密集的市區有許多障礙物：建築物、人、寵物和其他隨機物體，比起偶爾有石頭或樹木的廣闊露天空間，對於無線訊號的干擾更大。巨量 MIMO 和波束成形技術能更有效率地將無線電訊號引導至使用者，進而大幅提升這些情境中的使用者體驗。Intel 提供先進的解決方案，可加速 mMIMO 的採用率；包括含 eCPRI 和 O-RAN 通訊協定的全方位前傳、經過最佳化的波束成形 IP，以及 Intel FPGA 上的 Low-PHY 完整支援套件。
小型基地台在無線通訊領域當中日漸重要，尤其是在 5G 私人網路方面。小型基地台為營運商與企業提供關鍵解決方案，可滿足日益增長的高速連線能力與資料速率需求。小型基地台的部署可讓服務供應商提高網路覆蓋率，並在有高度服務需求的地區提升容量。利用 Intel 提供的統包解決方案，營運商可降低開發成本並加速上市時間，為消費者與企業提供更佳的連線能力。
mmWave 無線電在促成新一代無線通訊技術 5G 方面發揮關鍵作用。mmWave 以極高頻段運作，提供千兆級資料速率與超低延遲連線。mmWave 技術是支援虛擬與增強實境、自動駕駛車輛和物聯網等高頻寬應用的關鍵。藉由利用 mmWave 頻率提供的龐大頻寬，服務供應商可以提供必要的高速可靠連線，支援日益增長的資料密集型應用程式與服務的需求。
前傳閘道
無線電裝置有各種形狀與尺寸，具備獨特的頻段、天線配置、頻寬、子載波間距、多工傳輸、功能拆分和連線需求。前傳閘道整合了這些不同的無線電連線，包括舊式 4G（Split 8）與更新版 5G（Split 7.x），並整合至符合 ORAN 標準的前傳，同時提供第 1 層卸載功能。Intel 提供全方位的小型基地台支援套件，可加速開發流程、將營運與資本成本降至最低，並縮短前傳設備上市所需的時間。
Intel® FPGA SmartNIC N6000-PL 平台
無論您要支援棕地或綠地部署，Intel FPGA SmartNIC N6000-PL 平台都能提升網路的整體效能、可擴充性與功能，充分發揮網路的全部潛力。Intel 與合作夥伴提供統包式 vRAN 加速支援平台，利用 Intel N6000-PL 平台，推動快速採用 vRAN 與提高效能，大幅降低營運與資本支出，同時加速上市時間。
分散式單元，基地台的核心
分散式單元的外型與大小琳瑯滿目。Intel FPGA 可支援內嵌與邊車處理應用程式，並具備低延遲、高頻寬和 5G 技術的安全性。透過無線 RTL 重新邊寫程式，營運商能夠像軟體一樣進行擴展和硬體升級。
Intel IP 產品組合旨在為任何部署提供獨特 RAN 和 DU 配置的各種組合。
雲端 DU
隨著無線電存取網路的運算越來越趨向雲端，vRAN 也隨之登場，在虛擬化部署中採用 FPGA 來處理 RAN 工作負載。Intel FPGA 利用高效的平行處理能力處理重度工作，同時維持虛擬化網路的彈性。營運商仰賴 FPGA 高效率地卸載低延遲的高輸送量應用程式，從而減少 CPU 週期。
傳統 DU
FPGA 提供一種極具價值的解決方案，可提升行動網路中傳統分散式單元的效能和效率。解決方案內容包括透過卸載資料處理責任、適應動態標準、利用加密引擎、靈活的 IO 擴充、網路切片，以及增強無線 RTL 功能、服務供應商的處理速度、減少延遲、降低耗電量。這讓供應商得以滿足日益增長的資料密集型應用程式與服務的需求，同時將網路效能最佳化，實現寶貴資料洞見的擷取和營利。
輕型 DU
無論網路規模為何，從在密集的城市環境實作分散式單元到小型的私人網路，Intel 都能滿足您的需求。工廠與工作場所的需求和獨特可能性日益增長，我們的專家和 IP 產品組合可幫助您以低成本、最短開發時間和最大靈活性，實現任何類型的高頻寬、低延遲網路。
解決方案與技術
先進的晶片與小晶片技術在現代 FPGA 系統層級設計中扮演關鍵角色，提供可擴充性結合可程式化結構的彈性與強化功能的效能。將多個元件整合為單一套件，提供設計師諸多選項以挑選出最佳配置。此外，使用小晶片能夠進行自訂以滿足特定需求，從而節省成本，並在設計過程中具備高度靈活性。使用晶片與小晶片技術，是現代高階 FPGA 系統層級設計的關鍵。
Intel 瞭解差異化與配置的重要性，但同樣也相信預先設計、預先驗證，以及能輕鬆整合至更大的 FPGA 設計，可重複使用的 IP 區塊的重要性。這兩個對比因素的結合，為數位設計提供了符合成本效益、節能且靈活的解決方案，加快了上市準備時間、改善設計品質，並減少開發工作量。
Intel 的支援套件模型對於客戶的產品開發極具價值，因為客戶能夠利用在硬體上經過預先驗證、完全整合的工作負載，縮短設計、整合和驗證時間。這些設計可作為藍圖，減少從頭設計複雜產品所需的時間和精力。此外，Intel 的支援套件經過全面測試與驗證，降低了設計錯誤的風險，並可提升最終產品的可靠性。Intel 的支援套件提供經過驗證和測試的設計，幫助客戶節省時間與資源，減少產品開發的整體成本與難題。
5G 技術的部署帶來眾多優勢，但也引起安全性方面的擔憂。5G 網路將用來處理重要的通訊，因此必須實作強大的安全措施，以抵禦網路威脅。若 5G 網路缺乏足夠的安全措施，可能會導致網路外洩、網路中斷，和其他可能造成嚴重後果的安全性事件。務必確保 5G 網路從一開始的安全性，就能預防這些潛在威脅，並維持對技術的信任感。進一步瞭解 Intel 的進階安全性功能，我們出貨的每部裝置皆內建這些功能。
對 PTP 的同步處理需求跨越多個垂直領域，成為了網路的必備條件，且需求日益嚴苛。所有通訊網路都要求組成網路的不同裝置之間，有適當程度的時脈同步。傳統 PTP 實作採用開放原始碼伺服器，可能不足以滿足許多實際網路部署的需求。為了解決這個問題，Intel 開發出可在所有情況下使用的專有 PTP 伺服器。Intel PTP 伺服器軟體可在搭載 Intel Xeon® CPU 的主機板、Intel Agilex® SoC FPGA，和具備外部數位時脈合成器（DCS）及支援 1588 的網路介面卡（NIC）上執行。
晶片、IP、開發套件與工具
| 10 奈米 Intel® Agilex™ FPGA | 14 奈米 Intel® Stratix® 10 FPGA | 20 奈米 Intel® Arria®10 FPGA | N5X eASIC | |
|---|---|---|---|---|
小型基地台 1T1R-4T4R |
AGF006 | 1SX040-1SX085 1ST040-1ST085 |
10AS027-066 | |
大型 2T2R-8T8R |
AGF006 (2T2R) AGF008-014 (4T4R-8T8R) |
1SX040-1SX110 1ST040-1ST110 |
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mMIMO 集合商 32TR/64TR mMIMO 16T16R DFE |
AGF027 AGF014 |
1ST280 - |
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mmWave 1T1R-4T4R |
1SX040-1SX110 1ST040-1ST110 |
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| 前傳閘道 | ||||
基頻 vRAN |
AGF027（傳統），AFG014（輕型，vRAN) | 1STX110 | 10AS1150 | E15 |
| 強化的 IP | F-Tile Ethernet, E-Tile Ethernet | E-Tile Ethernet | ||
| 介面軟 IP | O-RAN、CPRI、eCPRI、10GE、25GE、JESD204B、JESD204C、1588V2.1PTP | |||
| DSP IP | 5G Polar、LDPC-[V]、Turbo-[V]、[I]FFT&CP+/-、FIR、DUC/DDC、PRACH、CFR、DPD（第三方） | |||
| 支援套件 | 4T4R 200MHz 4G/5G NR O-RAN/LL1/DxC [Sail River] 32T32R/64T64R 200MHz 5G NR ORAN/Beamforming/LL1 [Olympia Bridge] 4T4R Arria 10 + ADI Matura Radio Enablement [Small Cell] 5G FEC 參考設計套件 |
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| 硬體平台 | 4T4R 100MHz 5GNR O-RU [Developed by Whizz Systems, Intel, and ADI: 2021] 8T8R 200MHz 5GNR O-RU [Developed by ADI and Intel: 2022] 32T32R 200MHZ 5GNR O-RU [Developed by Intel: 2023] |
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| 開發板 | Intel® Agilex™ F-系列 SoC（無 FMC） HiTek eSOM SoC (搭載 FMC) WNC Silicom N6000 |
Raysoar Thunderbird Stratix 10 |
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