广告

5G无线电网络:未来工厂的核心

2022-12-16 16:06:30 Joe Barry,ADI无线通信副总裁Joe Barry 阅读:
智能工厂要继续变得更智能,有线网络必不可少。然而,从有线网络转变为无线网络是一项复杂的升级。每个工业客户都有一组独特的环境(从文化素质到财务状况再到对创新的欲望),会动摇组织进行重大无线升级的能力。

5G无线电网络的广泛采用将深刻影响着我们个人和职业生活的方方方面。通过重新设计今天的传统通信基础设施,5G影响在消费电子应用、数字医疗、智慧城市和交通运输方面将比4G/LTE更深远。在5G无线电网络重塑的所有商业领域中,毫无疑问,工业自动化或工业4.0的转型最大。AyDednc

根据IHS Markit¹,即使5G开始在全球部署,工业和工厂环境中的网络基础设施仍然主要是有线的。工业以太网提供速度和可靠连接的优势,但在物理灵活性和带宽方面受限。AyDednc

智能工厂要继续变得更智能,有线网络必不可少。然而,从有线网络转变为无线网络是一项复杂的升级。每个工业客户都有一组独特的环境(从文化素质到财务状况再到对创新的欲望),会动摇组织进行重大无线升级的能力。AyDednc

5G网络的经济机会

AyDednc

无线电领域的重大转变

这种重大转变的核心技术就是无线电。5G无线电网络标志着与4G和早期无线网络架构的根本偏离。4G网络建设非常严格,通常包括宏基站和不灵活的核心网络,该网络主要使用专有硬件。它们还采用传统的传输模式,即RF信号会辐射到一个扇区内的所有用户。AyDednc

AyDednc

相比之下,5G网络集成的无线电数量数倍于4G网络能够支持的无线电数量,利用可以针对特定用户和地点的先进波束成型技术,从而使频谱效率提高了5倍。当然,在尺寸和功耗不相应增加的情况下提高无线电密度意味着复杂性更高。AyDednc

AyDednc

巨大的变化伴随vRAN而来

ADI实现的基本变化之一是从专有的固定无线电接入网络(RAN)转变为虚拟RAN (vRAN)。这标志着5G硬件从物理专用硬件进化至软件定义替代方案,其中大部分网络运营和管理都在云端处理。这将导致行业通过分解硬件元件(包括无线电、数字和中央单元以及核心网络)来构建和部署5G基站的方式发生巨变。AyDednc

vRAN模型的优势是它支持全新的新兴使用案例。此优势通过引入网络切片来实现,在网络切片中,可以根据您的具体应用调整极有针对性的频谱使用,以满足不同的应用和用户需求。AyDednc

适合5G无线电网络的更高效切分AyDednc

沿网络进行切分的中短期主要向量:AyDednc

AyDednc

AyDednc

工业4.0的未来将在某种程度上依赖这些5G实例。根据负载条件和其他因素动态分配资源,工厂车间操作员将有权管理切分网络的方式和地点。AyDednc

克服5G无线电网络普及道路上的障碍

AyDednc

工业5G的早期采用者将是港口、机场和物流中心,随后是工厂和仓库、交通、建筑、公用事业和采矿。5G技术的快速发展将创造增强连接环境,其中人与机器人可以在安全、可靠和经济高效的环境中共存。由此带来的成本节约、可靠性和制造效率将为所需的投资奠定基础,以便在全球多个工厂环境中开发和部署高度安全的5G无线网络。AyDednc

尽管5G无线电网络的增长势头强劲,但该行业仍需克服一系列挑战才能实现这些目标。第一个挑战是领先移动运营商缺乏明确的市场推广策略。据估计,在涉及工业制造商的已知交易中,超过70%的交易不包括电信供应商。第二个问题是电信和管理服务提供商(MSP)之间的系统集成差距,可能会减缓制造商早期采用5G专用网络的速度。相关可扩展问题是MSP难以从他们的网络运营中心中获得支持。最后,完整服务整合所需的工程、采购和施工服务明显不足。AyDednc

通过ADI生态系统助推5G无线电网络采用

AyDednc

那么,如何实现5G工业网络从准备状态到全面采用所需的规模和成本效率? 从ADI的角度来看,通过芯片和IP级别的合作,ADI已是大型生态系统的一部分。ADI与许多标准组织和工作组合作,同时积极参与合同制造商、5G系统集成商和电信运营商活动。AyDednc

通过这些合作,ADI简化了RF和无线电设计,减少或摒弃昂贵的FPGA,克服了尺寸、重量、功率(SWaP)和成本要求方面的严峻挑战。无论哪种外形尺寸——小型蜂窝、宏蜂窝、MIMO、单频段、双频段、三频段和其他无线电变体,ADI都可通过开发大规模快速交付的通用硬件和软件平台来缩短上市时间。AyDednc

5G无线电网络及其整合和互操作性还有巨大的挖掘潜力。然而,要充分挖掘这种潜力,需要培养生态系统,共享生态系统各方愿景,携手迎接工程和业务挑战。AyDednc

参考AyDednc

1IHS经济和IHS技术。“5G经济:5G技术如何为全球经济做出贡献。”AyDednc

IHS Markit. https://cdn.ihs.com/www/pdf/IHS-Technology-5G-Economic-Impact-Study.pdfAyDednc

2“专用5G网络市场规模截止2028年价值130.92亿美元 | CAGR:40.9%。”Polaris Market,2021年6月14日。AyDednc

https://www.polarismarketresearch.com/press-releases/private-5g-network-marketAyDednc

3“5G经济。”IHS Markit。AyDednc

关于作者AyDednc

Joe Barry是ADI公司无线通信业务部门的副总裁。他负责无线细分市场,以及高速转换器、SDR收发器和微波通信技术部门。26年来,Joe在无线通信、消费电子和半导体行业担任多个领导职务。他拥有格林威治大学电气和电子工程学士学位以及利默里克大学工商管理硕士学位。Joe在模拟和数字音视频技术领域拥有五项专利。AyDednc

责编:Demi
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 恒电势器模块支持实现电化学生物传感器护理点诊断 新冠病毒的出现,引发了人们对电化学生物传感器的兴趣和随之而来的创新浪潮。借助更好的生物检测传感器和读取器,医疗保健提供者能够更快做出正确的诊断和治疗,不止是针对新冠,还包括从疟疾和结核病到细菌性感染等许多其他疾病。并不是说,电化学生物传感器创新者们忽略了这一需求,但这期间出现的机遇是不言而喻的。
  • ADI太阳能模拟器方案 太阳能模拟器是模拟太阳光谱和光强的一种光源设备,可以在高精度拟合太阳光谱分布的前提下,实现不同的太阳辐照度等条件,满足测试研究对太阳辐照的特殊需求。使用太阳能模拟器能够克服气候多变性所造成的不便,全年24小时在室内对太阳能产品进行测试。
  • 出色的音频性能如何实现? 即插即用的数字D类放大器少 新一代即插即用的数字D类音频放大器的性能远远优于传统的模拟D类放大器。更重要的是,数字D类放大器还具有低功耗、低复杂性、低噪声和低成本的优势。
  • 高能量密度、大容量的水系锌电池取得重要进展 据中国科学技术大学网站消息,该校化学与材料科学学院陈维教授课题组,设计了一种稳定的金属/金属—锌合金异质结界面层,实现了大面容量(200mAh/cm2)下无锌枝晶的稳定沉积和溶解,并达到274Wh/kg的锌溴电池能量密度。
  • 车规碳化硅功率模块——衬底和外延篇 谈到800V母线系统,让我们聚焦到其中的核心功率器件碳化硅功率模块,由于碳化硅得天独厚的优势,使得它非常适合用来制造高耐压、高结温、高速的MOSFET,这三高恰好契合了800V母线系统对于核心的功率器件的要求。
  • 碳化硅器件动态特性测试技术剖析 碳化硅功率器件作为新一代功率半导体器件,以其优异的特性获得了广泛的应用,同时也对其动态特性测试带来了挑战,现阶段存在的主要问题有以下三点:测试难、测得对不对,以及测试结果是否能发挥作用。
  • 无线电池管理系统与高性能电动汽车的未来 ADI公司开发出了一项突破性的技术——无线电池管理系统(wBMS),该项技术能够省去电池线束和相关线缆,从而减轻电动汽车电池的重量,同时还能提高电池的可靠性。
  • 如何为汽车智能配电系统选择功率开关管 汽车电动化和数字化的大趋势包括区域控制架构、功率芯片驱动数字化、电池管理系统、功率电子和电源/能源管理。电控单元(ECU)对更大功率、更高安全性的需求日益增长,推动系统设计人员去开发智能配电解决方案。
  • 解决电源管理挑战的5大趋势 如今,电源管理已成为一个重要领域,研究人员专注于在提高功率密度和工作频率的同时将损耗降至最低。
  • 霍尔效应传感器如何制造更好的操纵杆 霍尔效应传感器为工业和商业级操纵杆提供多种优势,例如抗冲击和抗振动。
  • PCIe结构和RAID如何在GPUDirect存储中释放全部潜能 随着更快的图形处理单元(GPU)能够提供明显更高的计算能力,存储设备和GPU存储器之间的数据路径瓶颈已经无法实现最佳应用性能。
  • 安森美的EliteSiC碳化硅系列方案带来领先业界的高能效 新的1700 V EliteSiC器件在能源基础设施和工业驱动应用中实现可靠、高能效的工作
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了