為了確定企業(yè)是否應當開始采用5G及何時采用是適當時機,應該看一看5G的三個關鍵方面。它們針對不同的應用,進行了相應的改善:首先是增強型移動寬帶(eMBB),它具有高達20Gbit/s的數據傳輸速率,專為數字生活方式應用以及高清視頻、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實等高帶寬應用量身定制,高數據速率允許超快加載網站和實現(xiàn)不間斷的視頻內容流。
由于MTC設備的連接密度非常高,所以大規(guī)模機器類型通信(mMTC)可在城市環(huán)境中的任何地方提供穩(wěn)定的網絡覆蓋。在5G發(fā)展的最后階段,每平方公里將支持 100 萬個這樣的連接,允許眾多設備同時間在同一個無線小區(qū)中發(fā)送和接收數據,且不會相互干擾,從而讓人們在聚集歡慶節(jié)日或在體育場觀看比賽時,不會再遇到連接問題。
第三是超可靠低延遲通信(uRLLC),它提供低于1ms的延遲,適合對可靠性要求極高的時間關鍵型應用。這對于實現(xiàn)自動駕駛、車到車和車到萬物的初始通信至關重要,更不用說基于云的預測性維護了。
全新的5G基礎設施
首批基于3GPP Release 15的eMBB 5G產品已經上市,但大多數無法提供20 Gbit/s的目標數據速率。現(xiàn)有的LTE/ 6GHz以下頻段(頻率范圍 1,F(xiàn)R1)通常無法為此用途提供足夠的帶寬,因此5G應用需要新頻段,即從24到100 GHz (FR2)的mmWave超高頻段。
這需要全新的移動通信基礎設施,因為一座LTE無線電塔覆蓋其周圍幾平方公里的區(qū)域,但mmWave信號僅支持一公里的最大范圍,并且不像 LTE 信號那樣全面圍繞四周,而只是一個方向。
即便如此,許多企業(yè)已經啟動了5G eMBB項目,其5G n78 頻段(3.3 至 3.8 GHz)允許這樣做,可以創(chuàng)建私人或企業(yè)特定的移動網絡,稱為園區(qū)網絡。這些使得企業(yè)能夠獨立于移動通信服務提供商,并且在建立智能工廠方面先拔頭籌。
名符其實的長期演進
新5G NR標準(New Radio)的引入,會否使現(xiàn)有的 LTE 設計過時?這種擔憂是有道理的,因為許多5G FR1頻段與LTE頻段重疊。不過,人們無需擔心,動態(tài)頻譜共享(DSS)這樣的技術允許 LTE 和 5G 等不同標準共享相同的頻段。
5G NR 還支持頻段內 LTE-IoT,這是帶有NB-IoT 的LTE-M,因此“長期演進(LTE) ”仍將是名符其實的“長期”。最新的LTE-M和NB-IoT解決方案已經面世并符合3GPP Release 14要求。這兩項技術都在伴隨著每個新的3GPP Release而不斷發(fā)展,直到它們最終(截至現(xiàn)今的3GPP Release 16)成為 5G mMTC。這意味著目前使用 LTE-M 和 NB-IoT 的 LTE-IoT 設備仍可在5G NR下工作。這對于 5G NR 使用核心 5G 網絡的獨立 5G 網絡 (SA) 和非獨立網絡(NSA)都是如此,后者通過4G/EPC(演進分組核心)網絡來提供5G NR 服務。
因此,現(xiàn)有的 LTE 和 LTE-IoT設計不僅可以在 5G 下繼續(xù)無縫運行,實際上建議開始為 mMTC應用開發(fā) LTE-M/NB-IoT 解決方案,以確保平穩(wěn)過渡。
第一步的組件
如果您想直接進入5G時代,儒卓力已經為您準備好合適的組件。對于eMBB實施項目,Telit 的FN980m 5G/LTE卡是首批支持5G 3GPP Release 15的產品之一,支持6GHz以下頻段FDD和TDD,以及mmWave、LTE、WCDMA和GNSS。因此5G提供高達5.5Gbit/s的下行速率和高達2.7Gbit/s的上行速率,相比之下,4G仍然僅允許實現(xiàn)2.4Gbit/s下行速率和211Mbit/s上行速率。憑借標準M.2 (NGFF)外形尺寸和 –40至 +85°C的工作溫度范圍,F(xiàn)N980m 5G/LTE卡適用于具有高速傳輸速率的無線固定網絡接入點、企業(yè)路由器和網關、室內和室外終端設備(客戶端設備(CPE))、視頻傳輸和監(jiān)控。FN980卡也可作為純5G/LTE 6GHz以下解決方案提供。
Telit已將ME310G1模塊添加到其xE310系列中,專門用于mMTC 應用。支持具有省電模式 (PSM) 和擴展不連續(xù)接收 (eDRX) 的 3GPP Release 14 Cat M1/NB2,可實現(xiàn)具有低能耗和更長電池壽命的物聯(lián)網應用。它非常適合涉及數千或數百萬個物聯(lián)網設備的應用,這些應用不僅需要高能效,而且低成本比高速數據速率更重要(例如醫(yī)療設備、健身追蹤器、工業(yè)傳感器、智能電表)。憑借最高15dB/20dB的最大耦合損耗 (MCL),相比先前的蜂窩LTE標準,該模塊還提供了更大的覆蓋范圍,從而更好地穿透建筑物。
Nordic Semiconductor公司以nRF9160 SiP(系統(tǒng)級封裝)模塊為 LTE-M 和 NB-IoT(3GPP Release 13)提供解決方案。這款極其緊湊、高度集成的 SiP器件已經通過全球運營預認證。它的外殼尺寸為10mm × 16mm × 1mm,提供了應用 MCU、采用ARM TrustZone和ARM CryptoCell安全技術的 ARM Cortex-M33 CPU、LTE調制解調器、RF前端和電源管理。對于具有精確位置檢測的資產追蹤應用,提供支持GPS功能的型款。nRF9160具有許多數字和模擬接口以及外圍設備,非常適合通過移動網絡將設備連接到互聯(lián)網,用于物流和資產追蹤、智能計量、智慧城市應用、智能基礎設施、智能農業(yè)、可穿戴設備和醫(yī)療應用。
用于 5G 應用的天線
儒卓力產品組合已包含5G天線產品。PulseLarsen的W3554 系列超寬帶偶極天線產品的頻率范圍為698至6000MHz,不僅適用于5G應用,還適用于 2G、3G 和 4G 以及 GNSS、WiFi、藍牙、低功耗藍牙、ZigBee 和 868、915、2400和5000MHz ISM頻段應用。這款PCB天線尺寸僅為30mm × 120mm × 0.2mm。
PulseLarsen緊湊型W3415 5G SMD天線支持所有6GHz以下頻段(4G和5G),尺寸僅為 40mm × 7mm × 3mm。由于一塊電路板上有多個天線,多輸入多輸出(MIMO)技術可以優(yōu)化使用5G。一根天線可以作為主天線,而另一根天線可以作為分集天線。
電源和計算方面
為了開發(fā)內部園區(qū)網絡,全漢(FSP)企業(yè)提供了專門的5G 網絡組件。它們適用于基站、接入網絡、數據中心或單個網絡設備。得益于供應商擴展和修訂產品組合,用戶不再需要自行設計網絡組件。
儒卓力還能夠使用華碩、研華和英特爾的產品為基于網絡的信息處理任務開發(fā)定制解決方案概念。即使眾多產品組合也無法滿足客戶的所有需求,作為5G園區(qū)網絡聯(lián)盟的成員,儒卓力也能夠聯(lián)合許多合作伙伴提供協(xié)助。
結論
為了提供全球5G網絡覆蓋,蜂窩基礎設施將發(fā)生重大的變化,尤其是通過園區(qū)網絡。這種變化的驅動力將是5G應用狀況所帶來的改進。但那些在LTE基礎上發(fā)展的企業(yè)也無需擔心——LTE將在5G下繼續(xù)生存。