Teknologi wayarles generasi akan datang penuh dengan cabaran, tetapi itu tidak memperlahankan rentaknya.
Teknologi ini mempunyai kadar data yang sangat tinggi, kependaman yang jauh lebih rendah daripada 4G LTE, dan keupayaan untuk mengendalikan ketumpatan peranti yang sangat meningkat bagi setiap tapak sel.Ringkasnya, ia adalah teknologi terbaik untuk mengendalikan banjir data yang dijana oleh penderia automotif, peranti IoT dan, semakin meningkat, elektronik generasi akan datang.
Daya penggerak di sebalik teknologi ini ialah antara muka udara baharu yang membolehkan pengendali rangkaian mudah alih mencapai kecekapan yang lebih tinggi dengan peruntukan spektrum yang serupa.Hierarki rangkaian baharu akan memudahkan anda bekerja dengan rangkaian 5G yang tersegmen dengan membenarkan anda memperuntukkan berbilang jenis trafik secara dinamik berdasarkan keperluan trafik tertentu.
"Ini mengenai lebar jalur dan kependaman," kata Michael Thompson, Arkitek Penyelesaian RF di Kumpulan IC dan PCB Tersuai Cadence.“Berapa pantas saya boleh mendapatkan sejumlah besar data?Faedah lain ialah ini adalah sistem dinamik, jadi ia menjimatkan masalah saya untuk mengikat keseluruhan saluran atau berbilang saluran lebar jalur.Ini adalah serupa dengan pemprosesan atas permintaan, bergantung pada aplikasi.Apakah ini.Oleh itu, ia lebih fleksibel daripada standard generasi sebelumnya.Selain itu, kapasitinya jauh lebih tinggi.”
Ini membuka kemungkinan aplikasi baharu dalam kehidupan seharian, di acara sukan, dalam industri dan dalam pengangkutan."Jika saya meletakkan penderia yang mencukupi pada pesawat, saya boleh mengawalnya, dan dengan aplikasi seperti pembelajaran mesin, ia akan mula memahami apabila bahagian, sistem atau proses perlu dibaiki atau diganti," kata Thompson.“Jadi ada pesawat terbang melalui negara dan ia akan mendarat di LaGuardia.Tunggu, seseorang akan datang dan menggantikannya.Ini berlaku untuk peralatan pemindahan tanah yang sangat besar, dan peralatan perlombongan di mana sistem menjaga dirinya sendiri.Anda ingin menghalang peralatan unit berjuta-juta dolar ini daripada ranap supaya ia tidak duduk di sana menunggu bahagian dihantar. Anda akan menerima data daripada beribu-ribu unit ini pada masa yang sama. Ia memerlukan lebar jalur yang banyak dan kependaman rendah untuk mendapatkan maklumat dengan cepat. Jika anda perlu berpatah balik dan menghantar sesuatu kembali, anda juga boleh menghantarnya dengan cepat.”
Satu teknologi, pelbagai pelaksanaan Istilah 5G digunakan dalam pelbagai cara pada hari ini.Dalam bentuk yang paling umum, ini adalah evolusi teknologi wayarles selular yang akan membolehkan perkhidmatan baharu diuruskan melalui antara muka udara standard, jelas Colin Alexander, pengarah pemasaran tanpa wayar untuk perniagaan infrastruktur Arm."Beberapa frekuensi sedia ada dan baharu akan diperuntukkan untuk membawa trafik dari sub-1 GHz pada jarak jauh, liputan pinggir bandar dan lebih luas, dan trafik gelombang milimeter dari 26 hingga 60 GHz untuk kes penggunaan berkapasiti tinggi dan kependaman rendah yang baharu."
Perikatan Rangkaian Mudah Alih Generasi Seterusnya (NGMN) dan lain-lain telah membangunkan tatatanda yang menggambarkan kes penggunaan pada tiga titik segitiga—satu sudut untuk jalur lebar mudah alih yang dipertingkatkan, satu lagi untuk komunikasi kependaman rendah (URLLC) yang sangat boleh dipercayai.Jenis mesin komunikasi.Setiap daripada mereka memerlukan jenis rangkaian yang sama sekali berbeza untuk keperluan mereka.
"Ini membawa kepada keperluan lain untuk 5G, keperluan untuk menentukan rangkaian teras," kata Alexander."Rangkaian teras akan menskalakan semua jenis trafik yang berbeza ini dengan berkesan."
Beliau menyatakan bahawa pengendali rangkaian mudah alih sedang berusaha untuk menyediakan peningkatan dan pengembangan rangkaian mereka yang paling fleksibel, menggunakan pelaksanaan perisian maya dan kontena yang dijalankan pada perkakasan pengkomputeran standard dalam awan.
Dari segi jenis trafik URLLC, aplikasi ini kini boleh diuruskan dari awan.Tetapi ini memerlukan memindahkan beberapa kawalan dan fungsi pengguna lebih dekat ke pinggir rangkaian, ke antara muka udara.Contohnya, pertimbangkan robot pintar di kilang yang memerlukan rangkaian kependaman rendah atas sebab keselamatan dan kecekapan.Ini memerlukan blok pengkomputeran tepi, masing-masing dengan keupayaan pengiraan, penyimpanan, pecutan dan pembelajaran mesin, dan sesetengah tetapi tidak semua perkhidmatan aplikasi V2X dan automotif akan mempunyai keperluan yang sama, kata Alexander.
"Dalam kes di mana kependaman rendah diperlukan, pemprosesan sekali lagi boleh dialihkan ke tepi untuk mengira dan menyampaikan penyelesaian V2X.Jika aplikasi lebih kepada pengurusan sumber, seperti tempat letak kereta atau penjejakan pengeluar, pengkomputeran boleh menjadi pengkomputeran awan pukal."pada peranti ", - katanya.
Mereka bentuk untuk 5G Bagi jurutera reka bentuk yang ditugaskan untuk mereka bentuk cip 5G, terdapat banyak kepingan bergerak dalam teka-teki, masing-masing dengan set pertimbangannya sendiri.Sebagai contoh, di stesen pangkalan, salah satu masalah utama ialah penggunaan kuasa.
"Kebanyakan stesen pangkalan direka bentuk dengan nod teknologi ASIC dan FPGA termaju," kata Geoff Tate, Ketua Pegawai Eksekutif Flex Logix.“Pada masa ini, ia direka menggunakan SerDes, yang menggunakan banyak kuasa dan mengambil banyak ruang.Jika anda boleh membina kebolehprograman ke dalam ASIC anda boleh mengurangkan penggunaan kuasa dan jejak kerana anda tidak memerlukan SerDes untuk menjalankan dengan pantas di luar cip dan anda mempunyai lebih lebar jalur antara logik boleh atur cara dan ASIC Intel melakukan ini dengan meletakkan Xeons dan Altera FPGA mereka dalam pakej yang sama Jadi anda mendapat lebar jalur 100 kali ganda Perkara yang menarik tentang stesen pangkalan Pertama, anda membangunkan teknologi dan kemudian anda boleh menjual dan menggunakannya di seluruh dunia.Dengan telefon mudah alih, anda boleh mencipta versi yang berbeza untuk negara yang berbeza.”
Keperluan adalah berbeza untuk peranti yang digunakan dalam rangkaian teras dan dalam awan.Salah satu pertimbangan utama ialah seni bina yang memudahkan untuk mengurus perisian dan dengan mudah mengalihkan kes penggunaan ke peranti.
"Ekosistem piawaian untuk mengendalikan perkhidmatan kontena maya seperti OPNFV (Platform Terbuka untuk Virtualisasi Fungsi Rangkaian) adalah sangat penting," kata Arm's Alexander.“Menguruskan interaksi antara elemen rangkaian dan trafik antara peranti melalui orkestrasi perkhidmatan juga akan menjadi kunci.ONAP (Open Network Automation Platform) ialah contohnya.Penggunaan kuasa dan kecekapan peranti juga merupakan pilihan reka bentuk utama.”
Di pinggir rangkaian, keperluan termasuk kependaman rendah, lebar jalur peringkat pengguna yang tinggi dan penggunaan kuasa yang rendah.
"Pemecut perlu dapat menyokong dengan mudah banyak keperluan pengiraan berbeza yang tidak selalunya dikendalikan dengan baik oleh CPU tujuan umum," kata Alexander.Keupayaan untuk skala adalah sangat penting.Sokongan untuk seni bina yang boleh menskalakan dengan mudah antara ASIC, ASSP dan FPGA juga penting, kerana pengkomputeran tepi akan diedarkan merentasi rangkaian dalam sebarang saiz dan pada mana-mana peranti.Skala perisian juga penting.”
5G juga boleh menyebabkan perubahan pada seni bina chipset, terutamanya di tempat radio berada.Ron Lowman berkata walaupun bahagian hadapan analog penyelesaian LTE diletakkan pada radio, pemproses, atau bersepadu sepenuhnya, apabila pasukan reka bentuk berhijrah kepada teknologi baharu, bahagian hadapan tersebut biasanya keluar dari cip dahulu dan kemudian kembali ke atasnya .seiring kemajuan teknologi Beliau, Pengurus Pemasaran Strategik IoT Synopsys.
"Dengan kemunculan 5G, dijangkakan berbilang radio, teknologi yang lebih maju dan lebih pantas, nod teknologi yang lebih maju seperti 12nm dan ke atas akan memainkan peranan penting dalam komponen bersepadu," kata Lowman."Ini memerlukan penukar data yang masuk ke antara muka analog untuk dapat mengendalikan sampel gigasa sesaat.Kebolehpercayaan yang tinggi juga sentiasa penting.Faktor seperti spektrum terbuka dan penggunaan Wi-Fi menjadikannya lebih sukar berbanding sebelum ini.Mencuba untuk menangani semua itu bukanlah tugas yang mudah, dan pembelajaran mesin dan kecerdasan buatan boleh menjadi sangat sesuai untuk melakukan beberapa kerja keras.Ini, seterusnya, menjejaskan seni bina, kerana ia tidak hanya memuatkan pemprosesan, tetapi juga memori.
Thompson of Cadence bersetuju.“Ketika kami membangunkan 5G atau IoT untuk standard 802.11 yang lebih tinggi dan juga beberapa pertimbangan ADAS, kami cuba mengurangkan penggunaan kuasa, menjadi lebih murah, lebih kecil dan meningkatkan prestasi dengan beralih ke nod yang lebih kecil.Bandingkan dengan campuran kebimbangan anda, yang diperhatikan di Persekutuan Rusia,” katanya."Apabila nod semakin kecil, IC semakin kecil.Untuk membolehkan IC memanfaatkan sepenuhnya saiznya yang lebih kecil, ia perlu berada dalam pakej yang lebih kecil.Terdapat dorongan untuk perkara menjadi lebih kecil dan lebih padat, tetapi itu bukan perkara yang baik.”untuk Reka Bentuk RF”.“…dalam simulasi, saya tidak terlalu risau tentang kesan litar pada pengedaran.Jika saya mempunyai sekeping logam, ia mungkin kelihatan seperti perintang sedikit, tetapi ia kelihatan seperti perintang pada semua frekuensi.Jika ia adalah kesan RF, maka ia adalah talian penghantaran, ia akan kelihatan berbeza bergantung pada kekerapan yang saya hantar ke atasnya. Medan ini akan dicetuskan di bahagian lain rantai. Kini saya telah mengumpulkan segala-galanya lebih dekat antara satu sama lain dan apabila ia tidak, Ijazah sambungan meningkat secara eksponen. Apabila saya sampai ke nod yang lebih kecil, kesan gandingan ini menjadi lebih ketara, yang juga bermakna voltan pincang adalah lebih kecil. Jadi bunyi adalah kesan yang besar kerana saya tidak berat sebelah peranti ke bawah. voltan yang lebih rendah, tahap hingar yang sama mempunyai lebih banyak kesan. Banyak masalah ini terdapat pada tahap sistem dalam 5G."
Tumpuan baharu pada kebolehpercayaan Kebolehpercayaan telah mengambil makna baharu dalam komunikasi tanpa wayar kerana cip ini digunakan dalam aplikasi automotif, perindustrian dan perubatan.Ini biasanya tidak berkaitan dengan komunikasi wayarles, di mana kegagalan sambungan, kemerosotan prestasi atau sebarang isu lain yang boleh mengganggu perkhidmatan secara amnya dilihat sebagai kesulitan dan bukannya isu keselamatan.
"Kami perlu mencari cara baharu untuk mengesahkan bahawa cip keselamatan berfungsi akan berfungsi dengan pasti," kata Roland Jahnke, Ketua Kaedah Reka Bentuk di Fraunhofer EAS.“Sebagai sebuah industri, kami belum berada di sana.Kami sedang cuba menstrukturkan proses pembangunan sekarang.Kami perlu melihat bagaimana bahagian dan alatan berinteraksi, dan kami mempunyai banyak kerja untuk memastikan konsistensi.”
Jahnke menyatakan bahawa setakat ini kebanyakan masalah adalah disebabkan oleh ralat reka bentuk tunggal.“Bagaimana jika terdapat dua atau tiga pepijat?Pengesah harus memberitahu pereka bentuk apa yang boleh berlaku dan di mana pepijat itu berada, dan kemudian melancarkannya semula semasa proses reka bentuk."
Ini telah menjadi isu besar dalam banyak pasaran kritikal keselamatan, dan isu besar dengan wayarles dan automotif ialah bilangan pembolehubah yang semakin meningkat di kedua-dua belah pihak."Sesetengah daripadanya perlu direka bentuk untuk sentiasa aktif," kata Oliver King, CTO Moortec.“Pemodelan lebih awal boleh meramalkan bagaimana sesuatu akan digunakan.Sukar untuk diramalkan.Ia akan mengambil masa untuk melihat bagaimana keadaan berfungsi.”
Rangkaian kampung diperlukan.Walau bagaimanapun, syarikat yang mencukupi merasakan bahawa 5G mempunyai manfaat yang mencukupi untuk mewajarkan usaha membina infrastruktur yang diperlukan untuk menjadikannya semua berfungsi.
Magdi Abadir, naib presiden pemasaran di Helic, berkata perbezaan terbesar dengan 5G ialah kelajuan data yang ditawarkan.“5G boleh beroperasi pada kelajuan dari 10 hingga 20 gigabit sesaat.Infrastruktur mesti menyokong jenis kadar pemindahan data, dan cip mesti memproses data masuk ini.Untuk penerima dan pemancar dalam jalur melebihi 100 GB, kekerapan juga mesti diambil kira.Di Persekutuan Rusia, mereka terbiasa dengan frekuensi 70 GHz untuk radar dan seumpamanya.”
Mewujudkan infrastruktur ini adalah tugas yang kompleks yang merangkumi beberapa pautan dalam rantaian bekalan elektronik.
"Keajaiban yang sedang diperkatakan untuk membuat ini berlaku ialah cuba melakukan lebih banyak penyepaduan pada bahagian RF SoC," kata Abadir.Integrasi dengan komponen ADC dan DAC analog dengan kadar persampelan yang sangat tinggi.Semuanya mesti disepadukan ke dalam SoC yang sama.Kami telah melihat penyepaduan dan membincangkan isu penyepaduan, tetapi ini membesar-besarkan segala-galanya kerana ia menetapkan matlamat yang tinggi dan memaksa pembangun untuk menyepadukan lebih daripada yang difikirkan sebelum ini.Sangat sukar untuk mengasingkan segala-galanya dan tidak menjejaskan litar jiran."
Dari sudut pandangan ini, 2G adalah terutamanya penghantaran suara, manakala 3G dan 4G adalah penghantaran data yang lebih dan sokongan yang lebih cekap.Sebaliknya, 5G mewakili percambahan peranti yang berbeza, perkhidmatan yang berbeza dan lebar jalur yang meningkat.
"Model penggunaan baharu seperti jalur lebar mudah alih yang dipertingkatkan dan ketersambungan kependaman rendah memerlukan peningkatan 10x lebar jalur," kata Mike Fitton, Perancang Strategik dan Pakar Pembangunan Perniagaan di Achronix.“Selain itu, 5G dijangka menjadi sangat penting untuk V2X, terutamanya untuk generasi 5G seterusnya.Keluaran 5G 16 akan mempunyai URLLC yang sangat penting untuk aplikasi V2X.Aplikasi jenis rangkaian.
Perancangan untuk masa depan 5G yang tidak menentu sering dilihat sebagai satu siri superlatif dengan 10x lebih lebar jalur, 5x kependaman dan 5-10x lagi peranti.Ini rumit oleh fakta bahawa dakwat dalam spesifikasi 5G tidak terlalu kering.Selalu ada penambahan lewat yang memerlukan fleksibiliti dan bertukar menjadi kebolehprograman.
“Jika anda mengambil kira dua keperluan besar pautan data perkakasan kerana jalur lebar yang tinggi dan keperluan untuk fleksibiliti, ini bermakna anda mungkin memerlukan beberapa jenis SoC atau ASIC khusus yang mempunyai lebih kebolehprograman antara perkakasan dan perisian.…jika anda melihat pada setiap platform 5G hari ini, semuanya berdasarkan FPGA kerana anda tidak melihat daya pemprosesan.Pada satu ketika, semua OEM wayarles utama berkemungkinan beralih kepada kuasa ASIC perisian yang lebih menjimatkan dan dioptimumkan, tetapi memerlukan fleksibiliti dan pemacu untuk mengurangkan kos dan penggunaan kuasa.Ini mengenai mengekalkan fleksibiliti di tempat yang anda perlukan (dalam FPGA atau FPGA terbenam) dan kemudian menambah kefungsian di mana mungkin untuk mencapai kos terendah dan penggunaan kuasa.”
Tate of Flex Logix bersetuju.“Lebih 100 syarikat beroperasi di kawasan ini.Spektrum berbeza, protokol berbeza, dan cip yang digunakan berbeza.Cip pengulang akan menjadi lebih terhad kuasa pada dinding bangunan, di mana mungkin terdapat tempat di mana eFPGA lebih berharga.
Cerita Berkaitan The Rocky Road to 5G Sejauh manakah teknologi wayarles baharu ini akan pergi, dan apakah cabaran yang masih perlu diatasi?Ujian Tanpa Wayar Menghadapi Cabaran Baharu Kemunculan 5G dan teknologi wayarles baharu yang lain menjadikan ujian lebih sukar.Ujian wayarles adalah satu penyelesaian yang mungkin.Perbincangan Teknologi: Maksud 5G, standard wayarles baharu, untuk industri teknologi dan cabaran yang bakal dihadapi.Perlumbaan Peralatan Ujian 5G Bermula Teknologi wayarles generasi seterusnya masih dalam pembangunan, tetapi vendor peralatan bersedia untuk menguji 5G dalam penggunaan perintis.
Industri telah mencapai kemajuan dalam memahami cara penuaan mempengaruhi kebolehpercayaan, tetapi lebih banyak pembolehubah menjadikannya lebih sukar untuk diperbaiki.
Kumpulan ini sedang meneroka potensi bahan 2D, memori NAND 1000 lapisan dan cara baharu untuk mengupah bakat.
Penyepaduan heterogen dan peningkatan ketumpatan dalam nod bahagian hadapan menimbulkan beberapa cabaran yang mencabar dan menakutkan untuk pembuatan dan pembungkusan IC.
Pengesahan pemproses jauh lebih sukar daripada ASIC dengan saiz yang setanding, dan pemproses RISC-V menambah satu lagi lapisan kerumitan.
127 syarikat pemula memperoleh $2.6 bilion, dengan pembiayaan yang besar diperolehi oleh ketersambungan pusat data, pengkomputeran kuantum dan bateri.
Industri telah mencapai kemajuan dalam memahami cara penuaan mempengaruhi kebolehpercayaan, tetapi lebih banyak pembolehubah menjadikannya lebih sukar untuk diperbaiki.
Reka bentuk heterogen, ketidakpadanan terma dalam kes penggunaan yang berbeza boleh menjejaskan segala-galanya daripada penuaan dipercepatkan kepada meledingkan dan kegagalan sistem.
Piawaian memori baharu menambah faedah yang ketara, tetapi ia masih mahal dan sukar untuk digunakan.Ini mungkin berubah.
Masa siaran: Mac-16-2023