Die volgende generasie draadlose tegnologie is belaai met uitdagings, maar dit het nie die pas vertraag nie.
Hierdie tegnologie spog met baie hoë datatempo's, baie laer latensie as 4G LTE, en die vermoë om aansienlik verhoogde toesteldigtheid per selfoon te hanteer.Kortom, dit is die beste tegnologie om die vloed van data wat deur motorsensors, IoT-toestelle en, toenemend, die volgende generasie elektronika gegenereer word, te hanteer.
Die dryfveer agter hierdie tegnologie is 'n nuwe lugkoppelvlak wat mobiele netwerkoperateurs in staat sal stel om groter doeltreffendheid met 'n soortgelyke spektrumtoewysing te bereik.Die nuwe netwerkhiërargie sal dit makliker maak om met gesegmenteerde 5G-netwerke te werk deurdat jy verskeie soorte verkeer dinamies kan toewys op grond van spesifieke verkeersbehoeftes.
"Dit gaan oor bandwydte en latensie," sê Michael Thompson, RF Solutions Architect by Cadence se Custom IC's and PCBs Group.“Hoe vinnig kan ek 'n groot hoeveelheid data kry?Nog 'n voordeel is dat dit 'n dinamiese stelsel is, so dit spaar my die moeite om 'n hele kanaal of veelvuldige bandwydte-kanale vas te bind.Dit is soortgelyk aan deurset op aanvraag, afhangende van die toepassing.Dit is wat.Dit is dus meer buigsaam as die vorige generasie standaard.Boonop is sy kapasiteit baie hoër.”
Dit open nuwe toepassingsmoontlikhede in die alledaagse lewe, by sportbyeenkomste, in die industrie en in vervoer."As ek genoeg sensors op die vliegtuig plaas, kan ek dit beheer, en met 'n toepassing soos masjienleer, sal dit begin verstaan wanneer 'n onderdeel, stelsel of proses herstel of vervang moet word," het Thompson gesê.“Daar is dus 'n vliegtuig wat deur die land vlieg en dit gaan in LaGuardia land.Wag, iemand sal dit kom vervang.Dit geld vir baie groot grondverskuiwingstoerusting, en mynboutoerusting waar die stelsel na homself omsien.Jy wil voorkom dat hierdie multi-miljoen dollar eenhede toerusting ineenstort sodat hulle nie daar sit en wag vir onderdele om ingestuur te word nie. Jy sal data van duisende van hierdie eenhede op dieselfde tyd ontvang. Dit neem baie bandwydte en 'n lae vertraging om inligting vinnig te kry. As jy moet omdraai en iets terugstuur, kan jy dit ook baie vinnig stuur."
Een tegnologie, veelvuldige implementerings Die term 5G word deesdae op verskeie maniere gebruik.In sy mees algemene vorm is dit 'n evolusie van sellulêre draadlose tegnologie wat sal toelaat dat nuwe dienste oor 'n standaard lugkoppelvlak bestuur word, het Colin Alexander, direkteur van draadlose bemarking vir Arm se infrastruktuurbesigheid, verduidelik.“Verskeie bestaande en nuwe frekwensies sal toegewys word om verkeer van sub-1 GHz oor lang afstande, voorstedelike en wyer dekking, en millimetergolfverkeer van 26 tot 60 GHz te dra vir nuwe hoëkapasiteit, lae-latency gebruiksgevalle.”
Die Next Generation Mobile Network Alliance (NGMN) en ander het 'n notasie ontwikkel wat gebruiksgevalle by die drie punte van 'n driehoek uitbeeld—een hoek vir verbeterde mobiele breëband, die ander vir ultra-betroubare lae-latency kommunikasie (URLLC).Kommunikasie masjien tipe.Elkeen van hulle benodig 'n heeltemal ander soort netwerk vir hul behoeftes.
"Dit lei tot 'n ander vereiste vir 5G, die vereiste om 'n kernnetwerk te definieer," het Alexander gesê."Die kernnetwerk sal al hierdie verskillende soorte verkeer effektief skaal."
Hy het opgemerk dat selfoonnetwerkoperateurs werk om die mees buigsame opgradering en uitbreiding van hul netwerke te verskaf, deur gebruik te maak van gevirtualiseerde en gehouerde sagteware-implementerings wat op standaard rekenaarhardeware in die wolk loop.
In terme van URLLC-verkeertipes, kan hierdie toepassings nou vanuit die wolk bestuur word.Maar dit vereis dat sommige kontroles en gebruikersfunksies nader aan die rand van die netwerk, na die lugkoppelvlak, geskuif word.Oorweeg byvoorbeeld intelligente robotte in fabrieke wat netwerke met lae latensie benodig vir sekuriteits- en doeltreffendheidsredes.Dit sal randrekenaarblokke vereis, elk met rekenaar-, bergings-, versnellings- en masjienleervermoëns, en dat sommige maar nie alle V2X- en motortoepassingsdienste soortgelyke vereistes sal hê nie, sê Alexander.
“In gevalle waar lae latensie vereis word, kan verwerking weer na die rand geskuif word om V2X-oplossings te bereken en te kommunikeer.As die toepassing meer oor hulpbronbestuur gaan, soos parkering of vervaardigersnasporing, kan die rekenaar grootmaat wolkrekenaars wees.”op die toestel “, – het hy gesê.
Ontwerp vir 5G Vir ontwerpingenieurs wat die taak het om 5G-skyfies te ontwerp, is daar baie bewegende stukke in die legkaart, elk met sy eie stel oorwegings.Byvoorbeeld, by basisstasies is een van die hoofprobleme kragverbruik.
"Die meeste van die basisstasies is ontwerp met gevorderde ASIC- en FPGA-tegnologie nodusse," het Geoff Tate, uitvoerende hoof van Flex Logix, gesê.“Hulle is tans ontwerp met SerDes, wat baie krag verbruik en baie spasie opneem.As jy programmeerbaarheid in die ASIC kan inbou, kan jy kragverbruik en voetspoor verminder omdat jy nie SerDes nodig het om vinnig van die skyfie af te loop nie en jy het meer bandwydte tussen programmeerbare logika en ASIC's Intel doen dit deur hul Xeons en Altera FPGA in die dieselfde pakket So jy kry 100 keer meer bandwydte Interessante dinge oor basisstasies Eerstens ontwikkel jy die tegnologie en dan kan jy dit oor die hele wêreld verkoop en gebruik.Met ’n selfoon kan jy verskillende weergawes vir verskillende lande skep.”
Die vereistes verskil vir toestelle wat in die kernnetwerk en in die wolk ontplooi word.Een van die belangrikste oorwegings is 'n argitektuur wat dit maklik maak om sagteware te bestuur en gebruiksgevalle maklik na toestelle oor te dra.
"Die ekosisteem van standaarde vir die hantering van gevirtualiseerde houerdienste soos OPNFV (Open Platform for Network Function Virtualization) is baie belangrik," het Arm se Alexander gesê.“Die bestuur van die interaksie tussen netwerkelemente en verkeer tussen toestelle deur diensorkestrasie sal ook die sleutel wees.ONAP (Open Network Automation Platform) is 'n voorbeeld.Kragverbruik en toesteldoeltreffendheid is ook sleutelontwerpkeuses.”
Aan die netwerkrand sluit vereistes lae latensie, hoë bandwydte op gebruikersvlak en lae kragverbruik in.
"Versnellers moet baie verskillende rekenaarvereistes maklik kan ondersteun wat nie altyd die beste deur 'n algemene SVE hanteer word nie," het Alexander gesê.Die vermoë om te skaal is baie belangrik.Ondersteuning vir 'n argitektuur wat maklik kan skaal tussen ASIC's, ASSP's en FPGA's is ook belangrik, aangesien randrekenaars oor netwerke van enige grootte en op enige toestel versprei sal word.Sagteware skaalbaarheid is ook belangrik.”
5G kan ook veranderinge aan die skyfiestel-argitektuur veroorsaak, veral waar die radio's geleë is.Ron Lowman het gesê dat terwyl die analoog voorkante van LTE-oplossings op die radio, die verwerker of ten volle geïntegreer word, wanneer ontwerpspanne na nuwe tegnologieë migreer, daardie voorkante gewoonlik eers uit die skyfie beweeg en dan weer daarheen .soos tegnologie vorder Hy, Synopsys IoT Strategiese Bemarkingsbestuurder.
"Met die koms van 5G, word daar verwag dat veelvuldige radio's, meer gevorderde tegnologieë en vinniger, meer gevorderde tegnologie nodusse soos 12nm en hoër 'n beduidende rol in geïntegreerde komponente sal speel," het Lowman gesê.“Dit vereis dat die data-omsetters wat in die analoog-koppelvlak ingaan, gigasamples per sekonde kan hanteer.Hoë betroubaarheid is ook altyd belangrik.Faktore soos oopspektrum en Wi-Fi-gebruik maak dit baie moeiliker as wat dit in die verlede was.Om alles te probeer hanteer, is nie 'n maklike taak nie, en masjienleer en kunsmatige intelligensie kan baie geskik wees om van die harde werk te doen.Dit beïnvloed weer die argitektuur, want dit laai nie net verwerking nie, maar ook geheue.”
Thompson van Cadence stem saam.“Terwyl ons 5G of IoT ontwikkel vir hoër 802.11-standaarde en selfs sommige ADAS-oorwegings, probeer ons om kragverbruik te verminder, goedkoper te wees, kleiner te wees en werkverrigting te verhoog deur na kleiner nodusse te beweeg.Vergelyk dit met jou mengsel van bekommernisse, waargeneem in die Russiese Federasie,” het hy gesê."Namate nodusse kleiner word, word IC's kleiner.Om 'n IC ten volle te benut uit sy kleiner grootte, moet dit in 'n kleiner pakket wees.Daar is 'n druk om dinge kleiner en meer kompak te wees, maar dit is nie 'n goeie ding nie.”vir RF-ontwerp”.“...in simulasie bekommer ek my nie te veel oor die stroombaan se effek op die verspreiding nie.As ek 'n stuk metaal het, kan dit 'n bietjie soos 'n resistor lyk, maar dit lyk soos 'n resistor op alle frekwensies.As dit 'n RF-effek is, dan is dit 'n transmissielyn, dit sal anders lyk afhangende van watter frekwensie ek daaroor stuur. Hierdie velde sal in ander dele van die ketting geaktiveer word. Nou het ek alles nader aan mekaar versamel en wanneer dit doen, neem die verbindingsgraad eksponensieel toe. Wanneer ek by die kleiner nodusse kom, word hierdie koppelingseffekte meer uitgesproke, wat ook beteken dat die voorspanningsspanning kleiner is. Die geraas is dus 'n groot effek omdat ek nie die toestel afbuig nie. laer spanning, dieselfde geraasvlak het meer effek. Baie van hierdie probleme is op die stelselvlak in 5G teenwoordig."
Nuwe fokus op betroubaarheid Betroubaarheid het 'n nuwe betekenis in draadlose kommunikasie gekry, aangesien hierdie skyfies in motor-, industriële en mediese toepassings gebruik word.Dit hou oor die algemeen nie verband met draadlose kommunikasie nie, waar verbindingsfoute, prestasieagteruitgang of enige ander kwessie wat die diens kan ontwrig, oor die algemeen as 'n ongerief eerder as 'n sekuriteitskwessie beskou word.
"Ons moet nuwe maniere vind om te verifieer dat funksionele veiligheidsskyfies betroubaar sal werk," sê Roland Jahnke, hoof van ontwerpmetodes by Fraunhofer EAS.“As 'n bedryf is ons nog nie daar nie.Ons probeer nou die ontwikkelingsproses struktureer.Ons moet kyk hoe onderdele en gereedskap in wisselwerking is, en ons het baie werk om konsekwentheid te verseker.”
Jahnke het opgemerk dat die meeste van die probleme tot dusver weens 'n enkele ontwerpfout was.“Wat as daar twee of drie goggas is?Die verifieerder moet die ontwerper vertel wat verkeerd kan gaan en waar die foute is, en dit dan terugrol tydens die ontwerpproses.”
Dit het 'n groot probleem in baie veiligheidskritieke markte geword, en die groot probleem met draadlose en motor is die steeds toenemende aantal veranderlikes aan beide kante."Sommige van hulle moet ontwerp word om altyd aan te wees," sê Oliver King, uitvoerende hoof van Moortec.“Om voor die tyd te modelleer kan voorspel hoe dinge gebruik gaan word.Dit is moeilik om te voorspel.Dit sal tyd neem om te sien hoe dinge werk.”
Dorpsnetwerk benodig.Genoeg maatskappye voel egter dat 5G genoeg voordele het om die poging te regverdig om die infrastruktuur te bou wat nodig is om dit alles te laat werk.
Magdi Abadir, visepresident van bemarking by Helic, het gesê die grootste verskil met 5G sal die dataspoed wat aangebied word, wees.“5G kan teen spoed van 10 tot 20 gigabit per sekonde werk.Die infrastruktuur moet die tipe data-oordragtempo ondersteun, en die skyfies moet hierdie inkomende data verwerk.Vir ontvangers en senders in bande bo 100 GB, moet die frekwensie ook in ag geneem word.In die Russiese Federasie is hulle gewoond aan 'n frekwensie van 70 GHz vir radars en dies meer.
Die skep van hierdie infrastruktuur is 'n komplekse taak wat oor verskeie skakels in die elektroniese voorsieningsketting strek.
"Die magie waaroor gepraat word om dit te laat gebeur, is om meer integrasie aan die RF-kant van die SoC te probeer doen," het Abadir gesê.Integrasie met analoog ADC- en DAC-komponente met 'n baie hoë steekproeftempo.Alles moet in dieselfde SoC geïntegreer word.Ons het integrasie gesien en integrasiekwessies bespreek, maar dit oordryf alles omdat dit 'n hoë doelwit stel en ontwikkelaars dwing om selfs meer te integreer as wat voorheen gedink is.Dit is baie moeilik om alles te isoleer en nie naburige stroombane te beïnvloed nie.”
Vanuit hierdie oogpunt is 2G hoofsaaklik stemoordrag, terwyl 3G en 4G meer data-oordrag en doeltreffender ondersteuning is.Inteendeel, 5G verteenwoordig die verspreiding van verskillende toestelle, verskillende dienste en verhoogde bandwydte.
"Nuwe gebruiksmodelle soos verbeterde mobiele breëband en lae latensie-konnektiwiteit vereis 'n 10x toename in bandwydte," sê Mike Fitton, Strategiese Beplanner en Besigheidsontwikkelingspesialis by Achronix.“Daarby word verwag dat 5G baie belangrik sal word vir V2X, veral vir die volgende generasie 5G.5G Release 16 sal URLLC hê wat baie belangrik is vir V2X-toepassings.Netwerk tipe toepassing.
Beplanning vir die onsekere toekoms van 5G word dikwels beskou as 'n reeks superlatiewe met 10x meer bandwydte, 5x latency en 5-10x meer toestelle.Dit word bemoeilik deur die feit dat die ink in die 5G-spesifikasies nie baie droog is nie.Daar is altyd laat byvoegings wat buigsaamheid vereis en in programmeerbaarheid verander.
“As jy die twee groot behoeftes van ’n hardeware-dataskakel in ag neem weens hoë bandwydte en die behoefte aan buigsaamheid, beteken dit dat jy waarskynlik ’n soort toegewyde SoC of ASIC sal benodig wat meer programmeerbaarheid tussen hardeware en sagteware het.... as jy vandag na elke 5G-platform kyk, is hulle almal gebaseer op FPGA's, want jy sien net nie die deurset nie.Op 'n sekere punt sal al die groot draadlose OEM's waarskynlik na meer ekonomiese en geoptimaliseerde sagteware ASIC-krag beweeg, maar vereis buigsaamheid en dryfkrag om koste en kragverbruik te verminder.Dit gaan daaroor om buigsaamheid te behou waar jy dit nodig het (in FPGA's of ingebedde FPGA's) en dan waar moontlik funksionaliteit by te voeg om die laagste koste en kragverbruik te behaal."
Tate of Flex Logix stem saam.“Meer as 100 maatskappye werk in hierdie gebied.Die spektrum is anders, die protokol is anders, en die skyfies wat gebruik word verskil.Die herhalerskyfie sal meer beperk in krag wees op die mure van 'n gebou, waar daar 'n plek kan wees waar 'n eFPGA meer waardevol is.”
Verwante stories The Rocky Road to 5G Hoe ver sal hierdie nuwe draadlose tegnologie gaan, en watter uitdagings moet nog oorkom word?Draadlose toetsing staar nuwe uitdagings in die gesig Die koms van 5G en ander nuwe draadlose tegnologieë maak toetsing nog moeiliker.Draadlose toetsing is een moontlike oplossing.Tech Talk: Wat 5G, die nuwe draadlose standaard, vir die tegnologiebedryf beteken en watter uitdagings voorlê.5G-toetstoerustingwedren begin Die volgende generasie draadlose tegnologie is nog in ontwikkeling, maar toerustingverkopers is gereed om 5G in loodsimplementerings te toets.
Die bedryf het vordering gemaak om te verstaan hoe veroudering betroubaarheid beïnvloed, maar meer veranderlikes maak dit moeiliker om reg te stel.
Die groep ondersoek die potensiaal van 2D-materiaal, 1000-laag NAND-geheue en nuwe maniere om talent aan te stel.
Heterogene integrasie en toenemende digtheid in front-end nodusse stel 'n paar uitdagende en uitdagende uitdagings vir IC vervaardiging en verpakking.
Verwerkervalidering is baie moeiliker as 'n ASIC van vergelykbare grootte, en RISC-V-verwerkers voeg nog 'n laag kompleksiteit by.
127 opstartondernemings het $2,6 miljard ingesamel, met aansienlike befondsing deur datasentrumkonnektiwiteit, kwantumrekenaars en batterye.
Die bedryf het vordering gemaak om te verstaan hoe veroudering betroubaarheid beïnvloed, maar meer veranderlikes maak dit moeiliker om reg te stel.
Heterogene ontwerpe, termiese wanverhouding in verskillende gebruiksgevalle kan alles beïnvloed van versnelde veroudering tot kromming en stelselfout.
Die nuwe geheuestandaard voeg aansienlike voordele by, maar dit is steeds duur en moeilik om te gebruik.Dit kan verander.
Postyd: 16-Mrt-2023