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5G 连接必备:稳健部署

在过去的几年里,电信行业已经从互联时代(重点关注互联或“智能”设备)转向数据时代,通过互联设备获取的信息可用于提供改善生活的服务。从 3G 和 4G 连接到 LTE 的过渡是实现通过网络传输大量数据的第一步。很快,5G 连接将进一步提高数据处理速度,并开启一个可以在工作场所、城市和家庭生活中使用数据的新时代。

5G 的驱动力

在不久的将来,5G 将以三种主要方式被广泛运用,而目前每一种方法都正在推动对更强大连接性的需求。

首先,想要过上纯数字化生活方式的消费者需要增强的移动宽带,以及在手机上以毫秒加载或处理千兆字节数据的能力。这部分用户包括那些会花费大量时间使用增强现实和虚拟现实技术、各种联网和智能设备以及 8K 及以上高清视频的人们。这些消费者将要求以尽可能高的速度实现持续、无间断和无缝的连接。

推动 5G 需求的第二个用例是大规模机器通信 (mMTC),它为许多间歇性传输少量数据的设备提供连接功能。在日常生活中,mMTC 将以智慧城市(街头巷尾都有 5G 连接的路灯、交通灯和建筑物,并具备控制交通流和其他城市运营的能力)和农村地区互联农业系统的形式呈现,后者将带来更丰富的农作物产量和更低的食品成本。

第三,5G 连接对于超可靠和低延迟通信也至关重要。这些几乎实时且永不中断的连接可以用来支持高风险基础设施,如自动驾驶汽车、远程患者监控,以及工厂和公用事业运营中的工业自动化。

由内而外的连接

这三个驱动因素将影响消费者和行业运营的关键组成部分。然而,只有当设备能充分利用 5G 能力时(即使 5G 的推广过程较为缓慢),它们才能够取得成功。专家表示,在全球城市和农村地区的广泛部署将需要多年时间。在短期内,消费者预计将看到个别城市或地区采用由其独特的当地需求驱动的技术。

由于这种脱节的部署方法,设备必须能够在 5G 和 LTE 或 Wi-Fi 连接之间无缝切换。由于 5G 需要有别于传统网络的设备架构,智能手机将不得不大幅改变设备内的组件,而这些设备内的空间正迅速变得紧缺。

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手机电路板变得越来越满——即使在 5G 出现前,对通过天线快速处理数据和数据传输能力的需求已经迫使智能手机制造商将印刷电路板堆叠在一起。为了保持手机纤薄,设计人员去掉了集成电路上的屏蔽层,并从使用同轴电缆过渡到使用液晶聚合物柔性印刷电路。而今,随着 5G 功能的集成,设计人员需要安装毫米波射频天线模块——每台设备中通常需要 3 个模块才能实现正确的连接性能。这些变化进一步增加了设备内部天线和信号完整性的复杂性,并带来了挑战,例如,避免额外的电池耗电、过热和缩小其他组件。

基础设施和部署

为实现 5G 连接,一些变更还需要在设备之外进行。专家估计,由于 5G 对毫米波频率的要求,小型基站的数量将比目前的 4G 基站数量增加十倍。虽然毫米波连接速度更快、更可靠,但它的传播距离不如 sub-6 GHz 波,而且更容易被建筑物、树木甚至雨水阻挡。波束控制和跟踪解决方案将用于解决一部分挑战,但更多的小型蜂窝基站对于无缝的 5G 连接至关重要,尤其是在建筑物内。

个人家用小型基站可能还需要数年时间方可普及,而 5G 毫米波天线基站可能会在音乐厅、体育场和机场等高人流区域优先布局,然后再逐渐渗透到工作场所和公寓楼。

行业专家强调,5G 的推出速度取决于市场对连接能力的需求,随着数据驱动的连接融入消费者的日常生活,这种需求将不断扩大。例如,许多人都拥有智能腕表,以跟踪其锻炼、睡眠、血压和其他生物数据。虽然拥有这些信息很有趣,但大多数人不知道该使用这些数据做什么。在这种情况下,5G 驱动的数据处理能力可以提供长期的健康洞察和实时监控,将新奇事物变为关键资产。例如,设备可将医疗信息发送给医生,以监测特定患者的血糖水平。随着消费者和企业意识到 5G 可以通过多种方式改善他们的生活和市场份额,对这些服务的需求将会增长,而设备需要具备提供这些服务的能力。

有关 5G 的推出将如何改变移动设备的更多见解,请聆听 Molex莫仕天线和微型解决方案核心产品总监 Stephen Drinan 在“Frequency Matters”播客中的访谈。