5G不仅是速度更快的4G LTE,还是电信史上最具革命性的技术之一。事实上,5G正在改变行业、社会以及我们的通信和生活方式。这是因为5G比4G快10倍,支持10000倍以上的网络流量,可以处理100倍以上的设备,同时可以实现1 / 50的延迟,零停机时间。
问:要全面实现5G能力,是否有必要进行技术变革?
答:尽管5G建立在现有的4G基础设施上,但大规模部署的5G网络将需要对通信基础设施进行彻底的重新设计。行业专家普遍认为,5G网络可能需要10年时间才能完全推出,并通过物联网(IoT)、自动驾驶、远程医疗、人工智能、虚拟现实和增强现实实现其全部价值。今年,领先的运营商已经开始在主要城市地区提供5G服务,到2021年底,我们可能会看到全球部署多达18亿个5G连接。实现端到端5G的最重要技术之一是MEMS计时。
问:网络密集是如何导致5G部署条件苛刻的?
答:为了增加5G网络容量,网络密集需要在各种位置增加更多基站,以增加可用容量。为了实现这一目标,设备被部署在不受控制的环境中,如地下室、屋顶、路边和电杆上。
答:要实现5G的全部承诺,需要的性能、带宽和延迟超出了现有网络的可能。目前,我们已经部署了6 GHz以下的网络,市场需要24 ~ 40 GHz的超快毫米波(mmWave)技术。这一转变将需要广泛部署户外设备,以克服与毫米波频率相关的视线、堵塞和覆盖挑战。
5G出现了两个重要的部署要求:网络密度化,即在任何可以增加可用容量的地方增加蜂窝站点;云化,即利用光和其他电线杆来转换网络并实现5G供电服务。由于它们暴露在冲击、振动、极端温度和其他严酷的环境压力源下,这些部署需要弹性、坚固耐用的定时组件,这就意味着MEMS。
问:5G部署是否需要坚固的设备?
答:要确保可靠、有弹性的5G毫米波网络,可能需要更多100倍以上的设备(基站、小蜂窝、中继器和中继器),这些设备要部署在离客户更近的地方,如灯柱、交通灯、体育场、屋顶和外墙。大多数设备将在恶劣的室外环境下运行,必须承受极端温度、风、振动和冲击。
问:5G的实施需要哪些技术?
答:受5G实现影响或涉及的硬件和软件技术包括但不限于优化的射频ic、天线阵列、放大器、波束形成和波束管理技术。在最近一次运营商定义的开放和智能无线电接入网络(O-RAN)会议上,5G的时间同步需求是一个备受讨论的话题。这是因为,5G中涉及的许多基本技术不仅需要同步,事实上,需要的时间对齐水平超出了此前在这种规模上部署的任何技术。
问:为什么坚固的计时设备对5G部署如此重要?
答:计时设备是所有电子系统的心跳,包括通信基础设施,工业设备,汽车系统和无数的电子产品。可以把计时芯片想象成钢琴演奏者使用的节拍器,为音乐家提供精确、稳定的节拍,以实现更尖锐、更清晰的音乐表演。尽管计时技术在我们的生活中普遍存在,但除了系统工程师和架构师之外,很少有人意识到时钟和振荡器在过去几十年的通信革命中所扮演的重要角色。随着我们进入5G时代,计时技术比以往任何时候都更加关键。
问:5G中有哪些不同的计时技术?为什么硅基MEMS ?
答:历史上,大多数电子系统都使用石英计时设备,其功能类似于我们的模拟手表内部的石英晶体无声共振。石英是一项有70年历史的计时技术,它的谐振器和振荡器在过去的几十年里为我们服务得很好。然而,计时行业正在悄然进行一场革命。新一代计时设备基于微型、独创的微机电系统(MEMS)谐振器,已经取代了石英,在应用中要求最高的可靠性和对环境压力的弹性。MEMS技术与模拟电路相结合,提供了一个完整的计时解决方案,它比等效的石英器件更小、更低功耗,并且更能抵抗恶劣的环境条件。
答:MEMS计时设备已经经过了几代人的完善,并在许多高要求的通信和网络应用(如4G LTE和5G无线基础设施)中稳步取代了基于石英的同类设备。mems谐振器、振荡器和完整的“芯片上时钟系统”器件提供了比石英解决方案更高的性能、可靠性和弹性数量级。因此,MEMS是部署在户外的5G宏蜂窝和小蜂窝基站的理想精确计时技术,帮助设备制造商和移动运营商实现5G的承诺。
问:5G的实施值得投资吗?
答:可以毫不轻描淡写地说,5G带来的用户体验可以改变生活。这是网络技术的下一次革命,而不仅仅是一次进化升级。由于其革命性的性质,5G可以实现全新的、以前无法实现的应用,因为它打破了访问、带宽、性能和延迟方面的边界,在娱乐、医疗、交通、智能城市和家庭中开启大规模的连接,实现瞬时、可靠的通信,以及物联网。
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5G的成功将在一定程度上取决于客户满意度,不仅在于无与伦比的无线性能,还在于坚如磐石的可靠性。有了5G,就没有办法应对因极端温度、过度振动或突然冲击而导致的通话中断或网络中断。无论是用于自动驾驶汽车还是远程手术,运营商和用户都必须能够依赖5G作为故障安全技术。5G设备制造商已经开始在网络基础设施中使用基于mems的计时技术。事实上,现在有10多个不同的5G应用程序使用MEMS计时设备。
现在是时候了:5G革命正在顺利进行,MEMS计时技术的最新进展将有助于推动即将到来的无线网络创新和转型。