Nākamā bezvadu tehnoloģiju paaudze ir izaicinājumu pilns, taču tas nav palēninājis tempu.
Šī tehnoloģija lepojas ar ļoti augstu datu pārraides ātrumu, daudz mazāku latentumu nekā 4G LTE un spēju apstrādāt ievērojami palielinātu ierīces blīvumu katrā šūnas vietā.Īsāk sakot, tā ir labākā tehnoloģija, lai apstrādātu automobiļu sensoru, IoT ierīču un arvien vairāk nākamās paaudzes elektronikas radīto datu plūdus.
Šīs tehnoloģijas dzinējspēks ir jauna gaisa saskarne, kas ļaus mobilo sakaru tīklu operatoriem sasniegt lielāku efektivitāti ar līdzīgu spektra sadalījumu.Jaunā tīkla hierarhija atvieglos darbu ar segmentētiem 5G tīkliem, ļaujot dinamiski piešķirt vairāku veidu trafiku, pamatojoties uz konkrētām satiksmes vajadzībām.
"Tas ir par joslas platumu un latentumu," sacīja Maikls Tompsons, RF risinājumu arhitekts Cadence's Custom ICs and PCBs Group.“Cik ātri es varu iegūt lielu datu apjomu?Vēl viens ieguvums ir tas, ka šī sistēma ir dinamiska, tāpēc man nav jārēķinās ar visa kanāla vai vairāku joslas platuma kanālu piesaisti.Tas ir līdzīgs caurlaidspējai pēc pieprasījuma atkarībā no lietojumprogrammas.Tas ir kas.Tādējādi tas ir elastīgāks nekā iepriekšējās paaudzes standarts.Turklāt tā jauda ir daudz lielāka.”
Tas paver jaunas pielietojuma iespējas ikdienā, sporta pasākumos, rūpniecībā un transportā."Ja es ievietošu lidmašīnā pietiekami daudz sensoru, es varu to kontrolēt, un ar tādu lietojumprogrammu kā mašīnmācība tā sāks saprast, kad daļa, sistēma vai process ir jāremontē vai jānomaina," sacīja Tompsons.“Tātad lidmašīna lido cauri valstij, un tā nolaidīsies Lagvardijā.Pagaidi, kāds nāks un nomainīs.Tas attiecas uz ļoti lielām zemes pārvietošanas iekārtām un kalnrūpniecības iekārtām, kur sistēma rūpējas par sevi.Jūs vēlaties novērst šo vairāku miljonu dolāru vienību iekārtu avāriju, lai tās nesēž, gaidot, kad tiks nosūtītas detaļas. Jūs vienlaikus saņemsit datus no tūkstošiem šo vienību. Tas aizņem daudz joslas platuma. un zems latentums, lai ātri iegūtu informāciju. Ja jums ir jāpagriežas un jānosūta kaut kas atpakaļ, varat to nosūtīt arī ļoti ātri.
Viena tehnoloģija, vairākas ieviešanas Termins 5G mūsdienās tiek lietots dažādos veidos.Vispārīgākajā formā šī ir mobilo bezvadu tehnoloģiju attīstība, kas ļaus pārvaldīt jaunus pakalpojumus, izmantojot standarta gaisa saskarni, skaidroja Kolins Aleksandrs, Arm infrastruktūras biznesa bezvadu mārketinga direktors."Tiks piešķirtas vairākas esošās un jaunas frekvences, lai pārraidītu trafiku no zem 1 GHz lielos attālumos, piepilsētas un plašākā pārklājumā, kā arī milimetru viļņu trafiku no 26 līdz 60 GHz jauniem lielas ietilpības un zema latentuma izmantošanas gadījumiem."
Nākamās paaudzes mobilo tīklu alianse (NGMN) un citi ir izstrādājuši apzīmējumu, kas attēlo lietošanas gadījumus trīs trijstūra punktos — viens stūris uzlabotai mobilajai platjoslai, otrs īpaši uzticamai zema latentuma komunikācijai (URLLC).Sakaru mašīnas tips.Katram no tiem ir nepieciešams pilnīgi cita veida tīkls savām vajadzībām.
"Tas noved pie vēl vienas prasības attiecībā uz 5G, prasības definēt pamattīklu," sacīja Aleksandrs."Pamattīkls efektīvi mērogos visus šos dažādos trafika veidus."
Viņš norādīja, ka mobilo tīklu operatori strādā, lai nodrošinātu viselastīgāko jaunināšanu un tīklu paplašināšanu, izmantojot virtualizētas un konteinerizētas programmatūras implementācijas, kas darbojas uz standarta skaitļošanas aparatūras mākonī.
Runājot par URLLC trafika veidiem, šīs lietojumprogrammas tagad var pārvaldīt no mākoņa.Bet tas prasa pārvietot dažas vadīklas un lietotāja funkcijas tuvāk tīkla malai, gaisa saskarnei.Piemēram, apsveriet viedos robotus rūpnīcās, kurām drošības un efektivitātes apsvērumu dēļ ir nepieciešami zema latentuma tīkli.Tam būs nepieciešami malu skaitļošanas bloki, katrs ar skaitļošanas, uzglabāšanas, paātrināšanas un mašīnmācīšanās iespējām, un dažiem, bet ne visiem V2X un automobiļu lietojumprogrammu pakalpojumiem būs līdzīgas prasības, saka Aleksandrs.
"Gadījumos, kad ir nepieciešams zems latentums, apstrādi atkal var pārvietot uz malu, lai aprēķinātu un sazinātos V2X risinājumus.Ja lietojumprogramma ir vairāk saistīta ar resursu pārvaldību, piemēram, stāvvietu vai ražotāja izsekošanu, skaitļošana var būt lielapjoma mākoņdatošana.ierīcē, ”viņš teica.
5G projektēšana Dizaineru inženieriem, kuru uzdevums ir izstrādāt 5G mikroshēmas, puzlē ir daudz kustīgu detaļu, un katrai no tām ir savi apsvērumi.Piemēram, bāzes stacijās viena no galvenajām problēmām ir enerģijas patēriņš.
"Lielākā daļa bāzes staciju ir izstrādātas ar uzlabotiem ASIC un FPGA tehnoloģiju mezgliem," sacīja Džefs Teits, Flex Logix izpilddirektors.“Pašlaik tie ir izstrādāti, izmantojot SerDes, kas patērē daudz enerģijas un aizņem daudz vietas.Ja varat izveidot programmējamību ASIC, varat samazināt enerģijas patēriņu un nospiedumu, jo jums nav nepieciešami SerDes, lai ātri palaistu mikroshēmu, un jums ir lielāks joslas platums starp programmējamo loģiku un ASIC, Intel to dara, ievietojot savus Xeons un Altera FPGA tā pati pakete Tātad jūs iegūstat 100 reizes lielāku joslas platumu Interesantas lietas par bāzes stacijām Pirmkārt, jūs izstrādājat tehnoloģiju un pēc tam varat to pārdot un izmantot visā pasaulē.Izmantojot mobilo tālruni, jūs varat izveidot dažādas versijas dažādām valstīm.
Pamattīklā un mākonī izvietotajām ierīcēm prasības atšķiras.Viens no galvenajiem apsvērumiem ir arhitektūra, kas ļauj viegli pārvaldīt programmatūru un viegli pārnest lietošanas gadījumus uz ierīcēm.
"Ļoti svarīga ir standartu ekosistēma virtualizētu konteineru pakalpojumu, piemēram, OPNFV (Open Platform for Network Function Virtualization) apkalpošanai," sacīja Arm's Alexander.“Svarīga nozīme būs arī tīkla elementu mijiedarbības un ierīču trafika pārvaldībai, izmantojot pakalpojumu organizēšanu.ONAP (Open Network Automation Platform) ir piemērs.Enerģijas patēriņš un ierīces efektivitāte ir arī galvenās dizaina izvēles.
Tīkla malās prasības ietver zemu latentumu, lielu lietotāja līmeņa joslas platumu un zemu enerģijas patēriņu.
"Paātrinātājiem jāspēj viegli atbalstīt daudzas dažādas skaitļošanas prasības, kuras ne vienmēr vislabāk var izpildīt vispārējas nozīmes centrālais procesors," sacīja Aleksandrs.Mērogošanas spēja ir ļoti svarīga.Svarīgs ir arī atbalsts arhitektūrai, kuru var viegli mērogot starp ASIC, ASSP un FPGA, jo malu skaitļošana tiks izplatīta jebkura izmēra tīklos un jebkurā ierīcē.Svarīga ir arī programmatūras mērogojamība.
5G var izraisīt izmaiņas arī mikroshēmojuma arhitektūrā, īpaši vietās, kur atrodas radio.Rons Lovmens teica, ka, lai gan LTE risinājumu analogās priekšējās daļas ir novietotas radio, procesorā vai pilnībā integrētas, projektēšanas komandām pārejot uz jaunām tehnoloģijām, šīs priekšējās daļas parasti vispirms tiek izņemtas no mikroshēmas un pēc tam atpakaļ uz to. .tehnoloģiju attīstībai Viņš, Synopsys IoT stratēģiskā mārketinga vadītājs.
"Sagaidāms, ka līdz ar 5G parādīšanos integrētajos komponentos nozīmīga loma būs vairākiem radioaparātiem, progresīvākām tehnoloģijām un ātrākiem, modernākiem tehnoloģiju mezgliem, piemēram, 12 nm un vairāk," sacīja Lovs."Tam ir nepieciešams, lai datu pārveidotāji, kas nonāk analogajā interfeisā, varētu apstrādāt gigasamples sekundē.Vienmēr svarīga ir arī augsta uzticamība.Tādi faktori kā atvērtais spektrs un Wi-Fi izmantošana padara to daudz grūtāku nekā agrāk.Mēģinājums tikt galā ar visu to nav viegls uzdevums, un mašīnmācība un mākslīgais intelekts var būt labi piemēroti, lai veiktu daļu no smagā darba.Tas savukārt ietekmē arhitektūru, jo noslogo ne tikai apstrādi, bet arī atmiņu.
Tam piekrīt Kadences Tomsons.“Tā kā mēs izstrādājam 5G vai IoT augstākiem 802.11 standartiem un pat dažiem ADAS apsvērumiem, mēs cenšamies samazināt enerģijas patēriņu, būt lētāki, būt mazāki un palielināt veiktspēju, pārejot uz mazākiem mezgliem.Salīdziniet to ar jūsu bažām, kas novērotas Krievijas Federācijā," viņš teica.“Kamēr mezgli kļūst mazāki, IC kļūst mazāki.Lai IC pilnībā izmantotu mazākā izmēra priekšrocības, tai ir jābūt mazākā iepakojumā.Ir spiediens, lai lietas būtu mazākas un kompaktākas, taču tas nav labi.RF dizainam”.“...simulācijā es pārāk neuztraucos par ķēdes ietekmi uz sadali.Ja man ir metāla gabals, tas var izskatīties kā rezistors, bet tas izskatās kā rezistors visās frekvencēs.Ja tas ir RF efekts, tad tā ir pārvades līnija, tā izskatīsies savādāk atkarībā no tā, kādu frekvenci es sūtu pa to. Šie lauki tiks aktivizēti citās ķēdes daļās. Tagad esmu apkopojis visu tuvāk viens otram un kad tas notiek. savienojuma pakāpe palielinās eksponenciāli. Kad es nonāku pie mazākiem mezgliem, šie savienojuma efekti kļūst izteiktāki, kas arī nozīmē, ka slīpuma spriegums ir mazāks.Tātad troksnis ir liels efekts, jo es nenoslogoju ierīci. zemāks spriegums, tam pašam trokšņu līmenim ir lielāka ietekme. Daudzas no šīm problēmām ir 5G sistēmas līmenī.
Jauns uzsvars uz uzticamību Uzticamība ir ieguvusi jaunu nozīmi bezvadu sakaros, jo šīs mikroshēmas tiek izmantotas automobiļos, rūpniecībā un medicīnā.Tas parasti nav saistīts ar bezvadu sakariem, kur savienojuma kļūmes, veiktspējas pasliktināšanās vai jebkura cita problēma, kas varētu traucēt pakalpojuma darbību, parasti tiek uzskatīta par neērtībām, nevis drošības problēmu.
"Mums ir jāatrod jauni veidi, kā pārbaudīt, vai funkcionālās drošības mikroshēmas darbosies uzticami," sacīja Rolands Jahnke, Fraunhofer EAS projektēšanas metožu vadītājs.“Kā nozare mēs vēl neesam tur.Mēs šobrīd cenšamies strukturēt izstrādes procesu.Mums ir jāskatās, kā detaļas un rīki mijiedarbojas, un mums ir daudz darba, lai nodrošinātu konsekvenci.
Jahnke atzīmēja, ka līdz šim lielākā daļa problēmu radušās vienas projektēšanas kļūdas dēļ.“Ko darīt, ja ir divas vai trīs kļūdas?Verificētājam jāpastāsta dizainerim, kas varētu noiet greizi un kur atrodas kļūdas, un pēc tam projektēšanas procesa laikā tās jāatceļ.
Tā ir kļuvusi par lielu problēmu daudzos drošībai kritiskos tirgos, un liela problēma bezvadu un automobiļu jomā ir arvien pieaugošais mainīgo lielumu skaits abās pusēs."Daži no tiem ir jāveido tā, lai tie vienmēr būtu ieslēgti," saka Olivers Kings, Moortec CTO.“Modelēšana pirms laika var paredzēt, kā lietas tiks izmantotas.Grūti paredzēt.Paies laiks, lai redzētu, kā lietas darbojas.
Nepieciešams ciemata tīkls.Tomēr pietiekami daudz uzņēmumu uzskata, ka 5G ir pietiekami daudz priekšrocību, lai attaisnotu centienus izveidot infrastruktūru, kas nepieciešama, lai tas viss darbotos.
Magdi Abadir, Helic mārketinga viceprezidents, sacīja, ka lielākā atšķirība no 5G būs piedāvātais datu ātrums.“5G var darboties ar ātrumu no 10 līdz 20 gigabitiem sekundē.Infrastruktūrai ir jāatbalsta datu pārraides ātruma veids, un mikroshēmām ir jāapstrādā šie ienākošie dati.Uztvērējiem un raidītājiem joslās virs 100 GB, jāņem vērā arī frekvence.Krievijas Federācijā tie ir pieraduši pie 70 GHz frekvences radariem un tamlīdzīgi.
Šīs infrastruktūras izveide ir sarežģīts uzdevums, kas aptver vairākus elektronikas piegādes ķēdes posmus.
"Maģija, par kuru tiek runāts, lai tas notiktu, ir mēģinājums veikt lielāku integrāciju SoC RF pusē," sacīja Abadirs.Integrācija ar analogajiem ADC un DAC komponentiem ar ļoti augstu paraugu ņemšanas ātrumu.Visam jābūt integrētam vienā un tajā pašā SoC.Mēs esam redzējuši integrāciju un apsprieduši integrācijas jautājumus, taču tas visu pārspīlē, jo izvirza augstu mērķi un liek izstrādātājiem integrēties vēl vairāk, nekā tika uzskatīts iepriekš.Ir ļoti grūti visu izolēt un neietekmēt blakus esošās ķēdes.
No šī viedokļa 2G galvenokārt ir balss pārraide, savukārt 3G un 4G ir lielāka datu pārraide un efektīvāks atbalsts.Gluži pretēji, 5G atspoguļo dažādu ierīču, dažādu pakalpojumu izplatību un palielinātu joslas platumu.
"Jauniem lietošanas modeļiem, piemēram, uzlabotiem mobilajiem platjoslas pakalpojumiem un zema latentuma savienojumam, ir nepieciešams 10 reizes palielināt joslas platumu," sacīja Maiks Fitons, Achronix stratēģiskais plānotājs un biznesa attīstības speciālists.“Turklāt sagaidāms, ka 5G kļūs ļoti svarīgs V2X, jo īpaši nākamās paaudzes 5G.5G 16. izdevumam būs URLLC, kas ir ļoti svarīgs V2X lietojumprogrammām.Tīkla tipa lietojumprogramma.
Plānošana neskaidrai 5G nākotnei bieži tiek uzskatīta par virkni superlatīvu ar 10x lielāku joslas platumu, 5x latentumu un 5-10x vairāk ierīcēm.To sarežģī fakts, ka tinte 5G specifikācijās nav ļoti sausa.Vienmēr ir novēloti papildinājumi, kas prasa elastību un pārvēršas programmējamībā.
"Ja ņemat vērā divas lielās aparatūras datu saites vajadzības lielā joslas platuma un elastības dēļ, tas nozīmē, ka jums, iespējams, būs nepieciešams kāds īpašs SoC vai ASIC, kam ir lielāka programmējamība starp aparatūru un programmatūru.…ja šodien paskatās uz katru 5G platformu, tās visas ir balstītas uz FPGA, jo jūs vienkārši neredzat caurlaidspēju.Kādā brīdī visi lielākie bezvadu oriģinālo iekārtu ražotāji, visticamāk, pāries uz ekonomiskāku un optimizētāku programmatūras ASIC jaudu, taču ir nepieciešama elastība un vēlme samazināt izmaksas un enerģijas patēriņu.Tas ir par elastības saglabāšanu tur, kur tas nepieciešams (FPGA vai iegultās FPGA) un pēc tam funkcionalitātes pievienošanu, kur iespējams, lai sasniegtu zemākās izmaksas un enerģijas patēriņu.
Tam piekrīt arī Tate of Flex Logix.“Šajā jomā darbojas vairāk nekā 100 uzņēmumu.Spektrs ir atšķirīgs, protokols ir atšķirīgs, un izmantotās mikroshēmas ir atšķirīgas.Retranslatora mikroshēmas jauda būs ierobežotāka uz ēkas sienām, kur var būt vieta, kur eFPGA ir vērtīgāka.
Saistītie stāsti Akmeņains ceļš uz 5G Cik tālu šī jaunā bezvadu tehnoloģija virzīsies un kādi izaicinājumi vēl ir jāpārvar?Bezvadu testēšana saskaras ar jauniem izaicinājumiem 5G un citu jaunu bezvadu tehnoloģiju parādīšanās padara testēšanu vēl grūtāku.Bezvadu testēšana ir viens no iespējamiem risinājumiem.Tech Talk: ko 5G, jaunais bezvadu standarts, nozīmē tehnoloģiju nozarei un kādi izaicinājumi sagaida.Sākas 5G testēšanas aprīkojuma sacīkstes Jaunās paaudzes bezvadu tehnoloģijas joprojām tiek izstrādātas, taču iekārtu pārdevēji ir gatavi izmēģināt 5G izmēģinājuma izvietošanā.
Nozare ir guvusi panākumus, izprotot, kā novecošana ietekmē uzticamību, taču vairāk mainīgo apgrūtina to labošanu.
Grupa pēta 2D materiālu potenciālu, 1000 slāņu NAND atmiņu un jaunus veidus, kā nolīgt talantus.
Neviendabīga integrācija un pieaugošais blīvums priekšgala mezglos rada dažus izaicinošus un biedējošus izaicinājumus IC ražošanai un iesaiņošanai.
Procesora validācija ir daudz grūtāka nekā salīdzināma izmēra ASIC, un RISC-V procesori piešķir vēl vienu sarežģītības pakāpi.
127 jaunizveidoti uzņēmumi savāca 2,6 miljardus ASV dolāru, ievērojamu finansējumu piesaistot datu centru savienojamībai, kvantu skaitļošanai un akumulatoriem.
Nozare ir guvusi panākumus, izprotot, kā novecošana ietekmē uzticamību, taču vairāk mainīgo apgrūtina to labošanu.
Neviendabīgs dizains, termiskā neatbilstība dažādos lietošanas gadījumos var ietekmēt visu, sākot no paātrinātas novecošanas līdz deformācijai un sistēmas kļūmei.
Jaunais atmiņas standarts sniedz ievērojamas priekšrocības, taču tas joprojām ir dārgs un grūti lietojams.Tas var mainīties.
Izlikšanas laiks: 16.03.2023