【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：“隨(sui)著(zhe)數(shu)十(shi)億(yi)設(she)備(bei)彼(bi)此(ci)互(hu)聯(lian)以(yi)及(ji)連(lian)接(jie)雲(yun)，下(xia)一(yi)代(dai)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)有(you)望(wang)做(zuo)到(dao)隨(sui)時(shi)隨(sui)地(di)實(shi)施(shi)檢(jian)測(ce)，處(chu)理(li)海(hai)量(liang)數(shu)據(ju)，並(bing)從(cong)使(shi)用(yong)這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)的(de)設(she)備(bei)中(zhong)獲(huo)取(qu)信(xin)息(xi)。但(dan)能(neng)否(fou)真(zhen)正(zheng)實(shi)現(xian)您(nin)在(zai)新(xin)聞(wen)中(zhong)看(kan)到(dao)的(de)那(na)種(zhong)前(qian)景(jing)
，則(ze)取(qu)決(jue)於(yu)對(dui)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)開(kai)發(fa)的(de)投(tou)資(zi)。”

jutilaishuo

，zhexietouzibaokuozhongxinkaolvruheceshihejianshetongxinjichusheshi
，biruzhichengqianjidaiwuxianjishudefengwojizhan。zaizhegeguochengzhong
，bujinxuyaojubeigoujiandianxinjichusheshideshenhouzhuanyezhishi
，haixuyaochuangzaoxingdikaifajiejuefangan

，manzuyixiefeichangfuzadeyaoqiu，liyong5G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

5G毫(hao)米(mi)波(bo)技(ji)術(shu)主(zhu)要(yao)針(zhen)對(dui)高(gao)頻(pin)段(duan)，這(zhe)些(xie)頻(pin)段(duan)含(han)有(you)更(geng)多(duo)的(de)可(ke)用(yong)頻(pin)譜(pu)。毫(hao)米(mi)波(bo)頻(pin)率(lv)更(geng)高(gao)時(shi)，波(bo)長(chang)更(geng)短(duan)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)需(xu)要(yao)更(geng)小(xiao)的(de)天(tian)線(xian)和(he)設(she)備(bei)，以(yi)便(bian)在(zai)較(jiao)小(xiao)的(de)城(cheng)市(shi)區(qu)域(yu)輕(qing)鬆(song)設(she)置(zhi)更(geng)多(duo)的(de)毫(hao)米(mi)波(bo)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)。

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1Gfazhanzhijin，womenkaifalegezhongguanjianyingjian，zhulishixiansuduyuelaiyuekuaidegaosushujuzhuanhuanhetongxin，zhebujinshibushuxintongxinwangluodeguanjian，duiyuzhengshiquanxinxingnengshuipingdeceshishebeiyezhiguanzhongyao。

“womenbuzhishizaikaifazujian。womenshijishangshizaishitujiejueyuzhenggexitongxiangguandewenti。womenyongyouyidingshuipingdexitongjiagouzhuanyezhishi，yijifeichangqiangdadejishuzuhe，zherangwomennenggouyifeichangdutedefangshijiejuejijutiaozhanxingdewenti”，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(dao)2020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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