【導讀】過去幾年來，圍繞5G網絡技術進行的大肆宣傳不斷升級。如果您閉目塞聽（或與世隔絕）
，情況大概會是這樣：它規模宏大，即將到來並將改變一切。

5G無線技術即將到來
；但我們需要先完成關鍵的基礎設施升級。

過去幾年來，圍繞5G網絡技術進行的大肆宣傳不斷升級。如果您閉目塞聽（或與世隔絕），情況大概會是這樣：它規模宏大，即將到來並將改變一切。

在這種情況下，這種戲劇性實際有跡可循。在5G世shi界jie中zhong
，虛xu擬ni醫yi生sheng和he家jia庭ting檢jian查zha係xi統tong甚shen至zhi能neng為wei全quan球qiu最zui偏pian遠yuan的de地di區qu帶dai去qu價jia格ge實shi惠hui的de高gao品pin質zhi醫yi療liao服fu務wu。精jing密mi的de全quan息xi圖tu和he增zeng強qiang現xian實shi體ti驗yan將jiang會hui開kai辟pi新xin的de藝yi術shu和he娛yu樂le途tu徑jing

，而er實shi時shi數shu據ju流liu則ze將jiang改gai變bian從cong製zhi造zao業ye到dao農nong業ye的de各ge個ge行xing業ye。

斯坦福大學工程教授兼無線係統實驗室主任Andrea Goldsmith表示：“suizheshushiyishebeibicihulianyijilianjieyun，xiayidaiwuxianjishuyouwangzuodaosuishisuidishishijiance，chulihailiangshuju，bingcongshiyongzhexieshujudeshebeizhonghuoquxinxi。dannengfouzhenzhengshixianninzaixinwenzhongkandaodenazhongqianjing

，zequjueyuduiwuxianjishukaifadetouzi。”

具(ju)體(ti)來(lai)說(shuo)，這(zhe)些(xie)投(tou)資(zi)包(bao)括(kuo)重(zhong)新(xin)考(kao)慮(lv)如(ru)何(he)測(ce)試(shi)和(he)建(jian)設(she)通(tong)信(xin)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)，比(bi)如(ru)支(zhi)撐(cheng)前(qian)幾(ji)代(dai)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)的(de)蜂(feng)窩(wo)基(ji)站(zhan)。在(zai)這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，不(bu)僅(jin)需(xu)要(yao)具(ju)備(bei)構(gou)建(jian)電(dian)信(xin)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)的(de)深(shen)厚(hou)專(zhuan)業(ye)知(zhi)識(shi)，還(hai)需(xu)要(yao)創(chuang)造(zao)性(xing)地(di)開(kai)發(fa)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，滿(man)足(zu)一(yi)些(xie)非(fei)常(chang)複(fu)雜(za)的(de)要(yao)求(qiu)
，利(li)用(yong)5G無線技術提供無處不在的連接。

另一個代溝

隨著我們能夠提供更高的速度和帶寬，以及市場尋求縮小產品尺寸，導致電信基礎設施的擴展成本越來越高，也越來越複雜，而5G的出現開始推動電信行業不斷創新。

以5G基站中使用的無線電為例：為了與網絡上的大量新設備進行通信，其通道數比4G產品多16倍。所以

，其中使用的矽芯片非常多。這使得它們的質量更重，價格更昂貴
，且需要耗費大量電能。

盡管存在這些挑戰

，但5G基站將成為推出新一代網絡的決定性因素。電信服務提供商和製造商貿易組織5G Americas的總裁Chris Pearson表示：“網絡密度是決定5G的關鍵因素之一，我們需要的不僅僅是增加數千個站點，而是增加成千上萬。”

“網絡密度是決定5G無線技術的關鍵因素之一。我們需要的不僅僅是增加數千個站點，而是增加成千上萬。”

Chris Pearson

總裁 | 5G Americas

見證發展浪潮

隨著5G的到來
，我們將迎來一個高速度
、低延遲
、大規模連接的時代。雖然它將改變每一個行業，但其造成的影響在城市環境中尤其明顯
，並將為未來的智慧城市鋪平道路。

與4G相比
，5G本質上有兩大改進

；在更低和更高的頻率
，以及毫米波(mmWave)頻段提供大規模多路輸入、多路輸出(MIMO)後者特別適合密集型城市環境。

圖1. Massive MIMO 和 mmWave

一般來說
，毫米波是指30-300 GHz之間的射頻頻段，其波長以毫米為單位。對於5G，5G標準組織（稱為3GPP）定義的毫米波頻段為24-100 GHz
，未來可能考慮更高頻率。

圖2. 5G 帶寬機遇

5Ghaomibojishuzhuyaozhenduigaopinduan
，zhexiepinduanhanyougengduodekeyongpinpu。haomibopinlvgenggaoshi，bochanggengduan，zheyiweizhexuyaogengxiaodetianxianheshebei
，yibianzaijiaoxiaodechengshiquyuqingsongshezhigengduodehaomibojichusheshi。

ADI公司汽車、通信和航空航天集團高級副總裁Greg Henderson了解電信公司麵臨的巨大需求。他表示：“如果成倍增加這些通道
，那麼基站中的設備基本也會成倍增加。所以運營商麵臨的挑戰

，就是需要以過去4G基(ji)站(zhan)大(da)致(zhi)相(xiang)同(tong)的(de)外(wai)形(xing)尺(chi)寸(cun)，同(tong)樣(yang)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)功(gong)耗(hao)實(shi)現(xian)擴(kuo)容(rong)目(mu)標(biao)。這(zhe)需(xu)要(yao)完(wan)全(quan)重(zhong)新(xin)考(kao)慮(lv)射(she)頻(pin)係(xi)統(tong)，從(cong)采(cai)用(yong)分(fen)立(li)式(shi)組(zu)件(jian)和(he)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)傳(chuan)統(tong)射(she)頻(pin)架(jia)構(gou)轉(zhuan)變(bian)為(wei)新(xin)型(xing)直(zhi)接(jie)變(bian)頻(pin)係(xi)統(tong)，通(tong)過(guo)架(jia)構(gou)和(he)高(gao)級(ji)軟(ruan)件(jian)算(suan)法(fa)簡(jian)化(hua)了(le)設(she)計(ji)。”

圖3.運營商所麵臨的挑戰

ADI在射頻和微波通信等技術領域具有悠久曆史
，在推出前幾代無線技術的過程中發揮了關鍵作用。從1G發fa展zhan至zhi今jin，我wo們men開kai發fa了le各ge種zhong關guan鍵jian硬ying件jian
，助zhu力li實shi現xian速su度du越yue來lai越yue快kuai的de高gao速su數shu據ju轉zhuan換huan和he通tong信xin，這zhe不bu僅jin是shi部bu署shu新xin通tong信xin網wang絡luo的de關guan鍵jian，對dui於yu證zheng實shi全quan新xin性xing能neng水shui平ping的de測ce試shi設she備bei也ye至zhi關guan重zhong要yao。

“我wo們men不bu隻zhi是shi在zai開kai發fa組zu件jian。我wo們men實shi際ji上shang是shi在zai試shi圖tu解jie決jue與yu整zheng個ge係xi統tong相xiang關guan的de問wen題ti。我wo們men擁yong有you一yi定ding水shui平ping的de係xi統tong架jia構gou專zhuan業ye知zhi識shi，以yi及ji非fei常chang強qiang大da的de技ji術shu組zu合he，這zhe讓rang我wo們men能neng夠gou以yi非fei常chang獨du特te的de方fang式shi解jie決jue極ji具ju挑tiao戰zhan性xing的de問wen題ti”
，ADI通信部副總裁Joe Barry表示。

該公司運用其專業經驗來滿足5G網絡技術的獨特需求
，創建了一種軟件定義收發器形式的全新通信架構。這項技術最初是為4G開發的
，它將複雜、甚至笨拙的信號鏈集成到一個微芯片中。通過這種方式，建造5G基站所麵臨的規模、功率和成本方麵的挑戰（阻礙實施的關鍵因素）得以迎刃而解。

“我們在這些基站中使用的物理空間基本相同，但每個能量單位獲得的比特數要比4G高出一個數量級。所以我們需要部署一些非常複雜的射頻天線處理技術。在5G的下一個階段

，可能會出現一些基於邊緣的雲係統
，從而能夠為不同的業務類型提供動態服務。所以在工業4.0等領域可能會出現新的商業模式，屆時5G可能會成為任務關鍵型工廠自動化連接的基石”，ADI公司總裁兼首席執行官Vincent Roche表示。

更好的基站

5G 毫米波需要重新考慮目前用於無線通信的基站架構
，重點是實現更大的密度。自 2015 年以來
，美國公司已經建造了 3 萬個 5G 基站，未來幾年還將建造更多。

圖4. 美國的基站數量

下一回合

奠定基礎之後，5G無線技術就可能改變所有這一切。根據卡內基梅隆大學的研究，通過5G網絡提供支持的交通管理解決方案可以使車輛的等待時間縮短40%，使溫室氣體排放量降低21%。在工業領域
，5G將為大規模物聯網鋪平道路，提供超低延遲無線連接，使製造商能夠更智能
、更快、更高效地工作。一些研究預測，到2022年
，物聯網設備的數量將達到15億件，其應用範圍將涵蓋從車隊管理到農業等諸多領域。另一些人則認為到2025年這個數字將高達640億。

“如果您把邁向5G之zhi路lu比bi作zuo一yi場chang棒bang球qiu比bi賽sai，我wo們men現xian在zai可ke能neng處chu於yu第di二er局ju。但dan我wo們men可ke能neng很hen快kuai會hui進jin入ru第di四si或huo第di五wu局ju
，在zai未wei來lai一yi兩liang年nian，還hai會hui有you更geng多duo的de國guo家jia製zhi定ding部bu署shu規gui劃hua。到dao2020年，全球大約有3700萬5G用戶，而這隻是冰山一角。它將會飛速發展。”

Chris Pearson

總裁 | 5G Americas

我們還必須升級連接各蜂窩基站
，以及連接全球通信網絡的網絡
，以實現全麵部署5G的承諾。隨著這些係統能夠以更遠的距離提供越來越高的數據速率，需要實施精準控製來管理複雜的激光器
、調製器和檢波器序列。針對這種需求
，ADI公司高度集成的精密電子和電源解決方案具有核心作用，能夠使光學網絡達到每秒數百千兆的速度，同時耗電量低於前代產品。此外
，ADI公司的先進時鍾產品能夠助力提供所需的增強同步
，以滿足5G網絡的精準時序要求。

圖5. 5G 城市

隨著企業跨越5G難關（按照皮爾森的比喻
，到達棒球賽的第九回合）
，像ADI公司這樣的合作夥伴也已開始關注通信領域的下一步發展。“5G隻是一個開始，我們期待著未來進一步超越5G，實現每秒幾十千兆、延遲極低的6G或7G通信。對這些係統的需求才剛剛開始顯現。但很明顯，它們將需要再次進行全麵重組，以充分發揮它們的潛力”
，Henderson表示。

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