行业与应用
过去,无数的技术都没有逃过“炒作周期”这一概念。首先,新技术及其初始产品和方案会被人“捧到天上”。然后,交付一旦延迟,幻想就会破灭。最后,冷静的评估才占据上风。或许没有其他技术比5G 更受炒作周期束缚了。不过,有时当人们看到一项新技术的真正潜力时,兴奋的情绪来的快,去得也快,有一些不耐烦也是可以理解的。这并不奇怪。5G 还处于过渡期,此时人们还需要支持 3G、4G 和 LTE ,并且新冠疫情也充当了重要的“拖延战术”,因此市场迫切希望 5G 能立刻得到全面运用。看上去市场需要 5G。
5G 的“杀手级应用”驱动力
根据 Molex莫仕和第三方研究公司 Dimensional Research 最近发布的“5G 现状”调查报告,61% 的人认为 5G 可能需要一个“杀手级应用”,就像 4G 时期的视频一样。“普通消费者”只看得到 5G 的潜力能给智能手机的应用程序带来好处,这也是情有可原的。除此之外,5G 不仅仅意味着移动无线技术和这种技术的功能。实际上,“固定无线”也可以利用 5G 承诺的速度和进给提升,给消费者和业界“打开了新世界的大门”,带来了新的好处。
考虑城市密集化的问题。今天,我们已经在面对城市密集化的一些压力。例如,当 80,000 名粉丝都在拍照并几乎同时上传的时候,体育场馆就会面临巨大的挑战。假设上传一张照片要占据 2 到 3MB 的带宽,如果 80,000 名粉丝一起上传,那么 LTE 网络肯定会崩溃。
5G,来救场了!
显然,5G 将为汽车和包括医疗保健在内的其他工业制造部门带来重大进步。在医疗保健行业,医学技术正在快速进步。一旦在技术上达成一致,5G 及其在众多领域内的应用将实现无缝协作,造福全人类。这一情景,我们会自然而然当成主流现实,并且我们很快就会设想,当年没有 5G 带来的速度和吞吐量的时候,我们是怎么过来的。
财务障碍
运营商面临的财务障碍包括基础设施成本和初始投资成本。虽然 5G 技术能以更低的成本带来比 4G 服务好得多的性能表现,但现实情况是,5G 实在经济较平稳的大背景下出现的,此时的消费者更不愿意更换或升级设备。同时,新冠疫情和相关的居家办公 (WFH) 的趋势也影响了潜在的推出排程。然而,随着疫情渐渐平息,被压抑的需求和乐观情绪可能会大大加速新技术和新设备的采用。
“5G 现状”调查指出,99% 的运营商都认为 5G 会在二到五年内为终端用户带来巨大好处,任何地区的用户都能体会到 5G 的价值。当然,运营商还要考虑一项重要的投资因素;频谱要花费巨额资金,且物理基础设施也要考虑在内。此外,如果每个基站都需要“现场维护”,费用也会提高。在农村地区,经济障碍尤为突出。农村地区的居民少,难以带动投资回报率 (ROI),这就要求运营商对将来很多年的经济做出精准的预测。
技术微调
部署 5G 也要有一些技术上的取舍,这也并不稀奇。好消息是,很多公司和个人多年来一直在努力实现和谐的 5G 最终目标。知识是广泛的,而公司间的合作很紧密。
例如,有人提议使用高于 6GHz 的毫米波 (mmWave) 频段,以提高数据吞吐量和速度,但这样一来,信号传播容易受到多径信号中断、路径损耗和丢包的影响。因此,急需新型基站和小型基站的普及,无论是飞基站、宏基站、纳米基站还是皮基站。
毫米波的频率越高,射频传播的方向性越强。然后需要波束赋形和波束控制。天线设计变得非常重要,它可以最大程度支持和利用“视距”传播,同时通过 MIMO、“massive MIMO”技术和波束控制来减轻多径干扰。
实际上,在目前的过渡阶段,还需要保留对 3G 和 4G 的支持。5G 的空中接口,也就是“new radio”(NR),与 3G 和 4G 在设备中共存。加入几个新的无线电波——无线网络、蓝牙、GPS 类导航——原本薄薄的智能手机可能突然一下变得更厚重。
因此,行业的共识是,目前 5G 无线电设计成过渡性的 Sub-6GHz 频率,并且 5G 必须和 3G 及 4G 共存,不能“独立组网”。目前,这还达不到 5G 革命的水平,还无法在几秒钟内下载完成几 GB 的视频。但是工程师会继续朝着这个方向努力,因为一旦实现,成果会非常丰厚。
妥协与合作
预计,3GPP 下一次对 5G 规范进行重大更新,至少等到 2022 年。这是 5G 演进的实际过程。
5G 的进步更加务实,运营商需要与制造和技术供应商保持协同,后者能够理解并预见到 5G 的深层次技术要求。只有像 Molex莫仕这样拥有丰富方案且积累了几十年专业知识的企业,才能支持这一新技术浪潮的复杂设计和制造需求。
手机制造商、运营商和研发实验室还需要展开合作,共同探索前沿的创新微型化技术,例如 Molex莫仕的 MID/LDS 技术。可能需要新的高功率元件,如 GaN 和其他宽禁带晶体管。此外,需要铺设新的光纤电缆用于基站的远程传输,并且在基站和微型基站内部也将需要大量光纤电缆。
这需要时间和大量投资。矛盾之处在于,最后成为“英雄”的不是运营商,而是电缆和连接器制造商。毕竟,铺设新的光纤电缆耗资昂贵,也需要积累几十年的经验。
5G,值得等待
5G 的实现需要冷静的思考,加上产品和射频系统制造方面的专业知识和熟练技能,才能正确地将灵敏的射频天线和连接器整合到复杂的设备中。Molex莫仕深度参与 5G 研发,包括参与最新设计,使用最先进的制造设备和技术,以及使用新型高频射频测试室,以此推动制造进程。
Molex莫仕将生产高产出、高成本效益产品,有利于通信、物联网 (IoT) 和汽车市场的发展。Molex莫仕的多个国际射频团队继续推进 5G 元件设计和制造流程,以扩展其在 5G 创新方面的专业知识,让 OEM 厂商在市场竞争中占得先机。
5G 技术的进步将会是渐进式和探索性的,由创新作为驱动力,根据客户需求实现高度定制化。我们相信 5G 带来的巨大好处。5G 可以以接近实时的速度实现 ML/AI,并且也是实现工业 4.0 和汽车自动驾驶的关键技术。我们也相信,5G 将会刺激新一代的高科技游戏和 AR/VR 技术的发展。一旦确立并实施标准,AR/VR 技术就会对医疗行业产生很大影响。
虽然毫米波技术遇到了实实在在的挑战,但是这项技术代表了未来。根据 Molex莫仕的“5G 现状”调查,毫米波技术在两到三年内就会得到行业认可,届时资本支出和运营支出的成本比率也会对运营商有利。考虑到毫米波传播需要更严格的公差,它比 sub-6GHz 频率更昂贵,因此 5G 还没有达到“炒作周期”的预期。但一定会达到的!