|
未來的連接 擁有長遠技術眼光的史蒂夫·喬布斯（1955–2011）對丹麥哲學家索倫·祁克果（1813–1855）富有哲理的名言進行了拓展，祁克果的原話是：“要理解人生，需要往后看；要過好人生，必須往前看�！� 喬布斯將這個概念應用到了技術領域，他說：“你在向前展望的時候不可能將點點滴滴串連起來；你只能在回顧的時候將它們串連起來。所以你必須相信，這些點滴能夠在未來的某一天串連起來�！� 是的，未來我們的點滴必定能更緊密地連在一起。而關于如何連接則需要反向思維。 第五代（5G）無線技術將確保未來的移動網絡可以實現全球互聯。可以這樣說，我們的未來是超級連通的未來，彼時機器、電腦、機器人和人都將通過接口連接在一起。 本文將簡要介紹創新的5G技術為支持超高速通信而實現的革命性飛躍，以及貿澤的關鍵電子元器件供應商如何為這一進程提供支持。作為工程師，我們現在正應該開動腦筋，進行反向思考，研究我們的無線通信基礎設施如何對性能提出更高要求以滿足未來的需求。 競爭已經開始 率先進入市場能為企業帶來巨大的競爭優勢。重要的網絡服務提供商、手機制造商和元器件制造商都已經意識到了盡早入場的必要性。包括Verizon和AT＆T在內的服務提供商最近已宣布在部分城市開始支持5G服務。每月繼續向更多城市推進的擴張計劃也已完成制定。T-Mobile和Sprint將緊隨其后。 包括摩托羅拉和三星在內的手機制造商也已提供符合即將到來的5G功能要求的硬件設備。電信設備提供商正在調整其產品，以滿足即將到來的新要求。為做到穩妥周全，本文稍后將對電子元器件制造商如何應對不斷變化的競爭格局進行探討。 一個需要高度關注的議題是從固定無線接入點向5G移動非獨立組網（NSA）和5G移動獨立組網（SA）的轉移。NSA將采用基于4G長期演進（LTE）核心的5G移動設備，而SA將得到5G特定核心的支持。 通往5G的道路 5G是當前所采用4G技術的自然演進。它具備可信的潛力，能夠處理和管理比現有技術多三個數量級（103 = 1,000x）的數據和信息。它不僅代表了無線連接技術的演進提高，還代表了近乎瞬時的全新連接速度。 3G為用戶提供了移動萬維網訪問，而4G讓用戶可以進行社交連接。但是，5G帶來的互聯新高度將催生眾多應用，改變我們生活、工作和休閑的方式。它將為物聯網（IoT）注入無限活力。這項技術革命將圍繞能夠支持新應用的無線基礎設施而展開，這些新應用包括能夠順利駕駛并繞開障礙物的自動駕駛汽車等等。工業將通過工業物聯網（IIoT）實現轉變，其中機器人和工業自動化水平將提升至新的高度。工作和休閑也將出現各種令人興奮的應用，如增強現實 (AR)、混合現實 (MR)、虛擬現實 (VR) 和擴展現實 (XR)。 5G進程中的一項關鍵內容是為確保這一全新基礎架構安全、可靠且高效而制定的一組標準。第三代合作伙伴計劃 (3GPP™) 組織致力于保證這些標準的有效性。3GPP內部的技術規范組 (TSG) 負責處理與無線接入網（RAN）、服務和系統方面以及核心網絡和終端（CT）相關的問題。5G新無線電 (NR) 規范于2017年底部署。5G-1期與當前現行的Release 15相關聯。與Release 15并行但將于晚些時候全面部署的是Release 16，它將實現5G-2期（圖1）。 
圖1：3GPP的標準發布時間表顯示了5G Release 15和Release 16的分期部署，這些版本預計將截止到2020年完成。（信息來源：3GPP） 5G資訊 現在讓我們來看看5G推動連接技術發展的一些具體技術方法。 · 設備連接 5G的超寬帶功能將增強移動寬帶。它將允許更多設備接入互聯網而不會造成問題，從而推動物聯網的爆炸式增長。支持實現每平方公里（km2）>100萬（>106）臺設備的計劃現已制定完成。 · 速度 與目前50Mbps的連接速度相比，5G的連接速度要快得多，具有保證1Gbps到10Gbps數據傳輸速率的潛力。下載速度也會提高。 · 延遲 延遲（數據傳輸開始前的時延）也會得到改善。時延將會降至1ms以下，這是至少>101 = >10倍數量級的改善，有助于實現可靠的低延遲通信。由于有了低延遲且快速移動的實時設備，自動駕駛汽車等應用將有能力比人類反應更快地實現本地處理、決策和響應。 · 頻譜效率 通過新型的多輸入和多輸出 (MIMO) 天線和相關技術，5G更高的頻譜效率將使更多數據能夠在指定頻率下傳輸。 · 電源效率 5G強大的網絡處理和控制能力將顯著提高網絡的電源效率，從而在降低每位數據傳輸能耗的同時完成更多的數據傳輸。盡管設備密度高并且數據流量大，但預計5G網絡總體功率將低于當今水平。更低的功耗還將延長現場設備的電池壽命，確保用戶在初次安裝后不會因現場更換問題而難以應對。 · 吞吐量 考慮到各個方面相互之間的作用，前述所有事實都意味著5G數據吞吐量將呈爆炸式增長。高吞吐量需要高水平的基礎設施提供支持，以確保順暢運行。 5G元器件：現狀概述 貿澤電子是業界知名的授權電子元器件分銷商，致力于滿足工程師設計和供應鏈的元器件需求。貿澤電子分銷業界領先制造商的先進技術產品，通過積極引入新品來支持5G應用。讓我們來看一下部分領先企業如何集中力量支持即將到來的5G基礎架構。（注：該列表并不全面，僅用作示例。以下公司按其名稱的字母順序排列。） Analog Devices以追求創新、性能和卓越為使命，是一家歷史悠久，成長迅速的技術公司。Analog Devices在業內被公認為是數據轉換和信號調理技術的世界領先企業，另外還從事射頻 (RF) 和電源產品的專業生產。該公司的5G相關業務主要集中于放大器、時鐘和計時、數據轉換器、接口、隔離、微控制器單元 (MCU)，電源管理、RF、傳感器和無線連接的開發與供應。在5G領域，Analog Devices將推出12位、10.25GSPS（每秒千兆采樣）、JESD204B、RF模數轉換器 (ADC)。其高速轉換器包括AD9208、其ADC雙14位3Gsps ADC（含JESD204B）以及AD9176 DAC 16位12GSPS RF DAC（具有3GSPS/通道）。Analog Devices的ADF5356微波寬帶合成器是鎖相環 (PLL)/壓控振蕩器 (VCO)。 HMC8191/HMC8192混合器支持中頻設計。ADMV1013 / ADMV1014是上/下轉換器。ADRF5024/5 SPDT開關提供高隔離和低插入損耗，而ADL5920射頻檢測器提供正向和反向功率以及回波損耗的測量。 Intel®始終致力于讓美妙絕倫的未來體驗成為現實。如果一項技術具有智能性和互連性，那么Intel所關注的就是不斷增長的互連世界中對這項技術的未來需求 - 從網絡到云，再到設備。這家公司正在投資兌現自己“永遠在線”的5G連接承諾。Intel®還提供現場可編程門陣列 (FPGA)、片上系統 (SoC)、復雜可編程邏輯器件 (CPLD) 和補充技術（如電源解決方案），為世界各地的客戶提供高價值解決方案。Intel通過軟件定義網絡 (SDN) 和網絡功能虛擬化 (NFV) 為專用網絡帶來了轉變，使其在敏捷性、靈活性和可擴展性方面得到提升，從而成為了5G標準創建領域公認的領導者，為5G擴展搭建了舞臺�，F在，該公司正在與各種生態系統和垂直行業合作伙伴合作，進行5G標準和解決方案的定義、原型開發、測試和交付。從互聯汽車到AR/VR、智能家居、工業應用和城市，Intel為實現下一代無線產品和服務提供了無可匹敵的規模、創新以及專業知識。 Micron Technology (Micron)是創新內存和存儲解決方案的行業領導者。該公司廣泛的高性能內存和存儲技術組合包括動態隨機存取存儲器 (DRAM)、與非 (NAND)、或非 (NOR) 閃存和3D XPoint™內存，正在改變世界利用信息以豐富人們生活的方式。Micron的內存和存儲解決方案大力推動云端、數據中心、網絡和移動接入等主要細分市場的發展創新，其中包括人工智能 (AI)、機器學習和自動駕駛車輛等。Micron的3D與非門 (3D-NAND-gate) 技術有望成為數據中心的一項資產。預計該技術將為數據存儲密度的增加提供必要支持，從而使數據中心能夠提高吞吐量并降低成本。更快的訪問速度還可以更輕松地實現5G的低延遲和高速度。 NXP Semiconductors為更加智能的世界提供安全連接與基礎架構產品，推動解決方案的發展以使生活更輕松、更美好、更安全。作為嵌入式應用安全連接解決方案的世界知名企業，NXP正在推動安全互聯車輛、端到端安全和隱私以及智能連接解決方案市場的創新。該公司是蜂窩技術芯片組的領先提供商，并且是該項技術在諸多領域的創建者。該公司很快將開發并提供種類豐富的數字網絡處理器、安全接口和系統管理產品、高性能RF (HPRF) 功率放大器以及智能天線解決方案。 Qorvo現可提供下一代射頻智能元器件和解決方案，將人、場所和事物以更快速度、跨更遠距離、通過更加可靠的方式連接在一起。Qorvo始終關注您的需求 - 致力于打造更加美好的互聯世界。Qorvo通過各種射頻連接解決方案推動5G部署，為不斷增長的移動數據提供支持。其用于無線基礎設施和移動設備的強大射頻產品組合包括功率放大器 (PA)、移相器、開關、集成模塊和其他高性能射頻解決方案。與5G相關的新發布產品包括帶有集成SPDT開關的Qorvo QPC1000 29–31GHz移相器、Qorvo QPF4001 GaN MMIC（單片微波集成電路）前端模組和針對28GHz相控陣5G基站和終端的多功能設備模塊。 Skyworks Solutions (Skyworks) 正在推動無線網絡革命。作為無線前端解決方案的主要提供者，Skyworks是互聯互通領域的專家。該公司通過提升自身技術領先地位和擴大產品覆蓋面來支持世界上眾多最先進通信平臺的功能，從而推動5G演進。Skyworks是業界最有影響力的標準化組織（包括歐洲電信標準協會 (ETSI) 和3GPP）的成員和關鍵貢獻者，這些組織參與了對新興5G應用至關重要的規范的制定。Skyworks主要專注于蜂窩5G手持設備和必要的5G基礎設施。該公司的5G相關產品包括Skyworks Solutions PIN Diode Limiters，這一系列產品在無線或其他射頻系統中用作無源接收器的保護器。 Silicon Labs (SiLabs) 是提供芯片、軟件和解決方案的領先供應商，致力于打造智能化和連接程度更高的世界。在5G方面，SiLabs主要關注MCU、無線、傳感器、計時和隔離產品與解決方案。 STMicroelectronics (ST) 提供電源管理解決方案；種類繁多的微控制器、傳感器以及連接和安全解決方案；以及接口和收發器、保護設備、RF前端和模擬元器件。擁有碳化硅 (SiC) 技術堅實基礎的ST還在推動RF硅上氮化鎵 (GaN-on-Silicon) 的發展，以實現未來高性能5G網絡。 TE Connectivity提供的連接與傳感器解決方案對于當今日益緊密連接的世界至關重要。TE Connectiv相信每個連接都很重要。為了支持5G進程，TE Connectivity專注于必需的連接器、繼電器、無源元件、傳感器、端子和接頭以及線纜。 Texas Instruments (TI) 是模擬和數字嵌入式應用及處理半導體解決方案領域的一家領先企業。Texas Instruments通過放大器、時鐘和計時、數據轉換器、接口、隔離、MCU、電源管理、RF、傳感器和無線連接產品為5G提供支持。該公司當前支持5G的部分產品包括Texas Instruments LMG3410R070 600V 70mΩ GaN功率級以及電源管理產品LM5045和LM5036開關控制器。 結論 整個世界未來的連接一定比過去更加緊密。 第五代 (5G) 無線技術將確保未來的移動網絡可以把我們所有人關聯在一起。 超高速通信是創新的5G技術帶來的革命性飛躍，而致力于為我們的未來開發先進技術和產品的電子元器件制造商正在將其變為現實。 當他們的工程師團隊回顧以前的技術局限性時，我相信他們可以將這些點滴串聯起來，這樣我們就無需重新回顧。做好準備，我們將邁向超級連通的未來。 文章來源：貿澤電子 作者簡介：Paul Golata于2011年加入貿澤電子。作為高級技術內容專家，Paul憑借出色的戰略領導力、戰術執行力以及先進技術與相關產品的整體產品線和營銷方向，為貿澤電子的成功做出貢獻。 Paul通過編寫獨特而有價值的技術內容為設計工程師提供最新的技術資訊，促進并增強了貿澤電子作為首選分銷商的地位。在加入貿澤電子之前，Paul曾在Hughes Aircraft Company、Melles Griot、Piper Jaffray、Balzers Optics、JDSU和Arrow Electronics擔任過制造、營銷和銷售相關職位。Paul擁有伊利諾伊州芝加哥市德睿理工學院的電子工程學士學位；加州馬里布佩珀代因大學工商管理碩士學位；德克薩斯州沃思堡的西南浸信會神學院神學碩士及文學士學位；以及德克薩斯州沃思堡西南浸信會神學院的博士學位。 |
