Fornecedor de repetidor 2G 3G 4G 5G

A próxima geração de tecnologia sem fio está repleta de desafios, mas isso não diminuiu o ritmo.
Essa tecnologia possui taxas de dados muito altas, latência muito menor do que 4G LTE e a capacidade de lidar com uma densidade de dispositivos muito maior por local de célula.Em suma, é a melhor tecnologia para lidar com a enxurrada de dados gerados por sensores automotivos, dispositivos IoT e, cada vez mais, eletrônicos de última geração.
A força motriz por trás dessa tecnologia é uma nova interface aérea que permitirá às operadoras de redes móveis obter maior eficiência com uma alocação de espectro semelhante.A nova hierarquia de rede facilitará o trabalho com redes 5G segmentadas, permitindo alocar dinamicamente vários tipos de tráfego com base em necessidades específicas de tráfego.
“Trata-se de largura de banda e latência”, disse Michael Thompson, arquiteto de soluções de RF do Grupo de ICs e PCBs personalizados da Cadence.“Com que rapidez posso obter uma grande quantidade de dados?Outro benefício é que este é um sistema dinâmico, então me poupa o trabalho de ocupar um canal inteiro ou vários canais de largura de banda.Isso é semelhante ao rendimento sob demanda, dependendo do aplicativo.Isso é o que.Assim, é mais flexível do que o padrão da geração anterior.Além disso, sua capacidade é muito maior.”
Isso abre novas possibilidades de aplicação na vida cotidiana, em eventos esportivos, na indústria e no transporte.“Se eu colocar sensores suficientes no avião, posso controlá-lo e, com um aplicativo como aprendizado de máquina, ele começará a entender quando uma peça, sistema ou processo precisa ser reparado ou substituído”, disse Thompson.“Então, há um avião voando pelo país e vai pousar em LaGuardia.Espere, alguém virá e o substituirá.Isso vale para equipamentos de terraplenagem muito grandes e equipamentos de mineração em que o sistema cuida de si mesmo.Você deseja evitar que esses equipamentos de unidades de vários milhões de dólares travem, para que não fiquem parados esperando que as peças sejam enviadas. Você receberá dados de milhares dessas unidades ao mesmo tempo. É preciso muita largura de banda e baixa latência para obter informações rapidamente. Se você precisar se virar e enviar algo de volta, você também pode enviá-lo muito rapidamente.”
Uma tecnologia, várias implementações Atualmente, o termo 5G é usado de várias maneiras.Em sua forma mais geral, esta é uma evolução da tecnologia sem fio celular que permitirá que novos serviços sejam gerenciados por meio de uma interface aérea padrão, explicou Colin Alexander, diretor de marketing sem fio para os negócios de infra-estrutura da Arm.“Várias frequências existentes e novas serão alocadas para transportar tráfego de sub-1 GHz em longas distâncias, cobertura suburbana e mais ampla e tráfego de ondas milimétricas de 26 a 60 GHz para novos casos de uso de alta capacidade e baixa latência”.
A Next Generation Mobile Network Alliance (NGMN) e outros desenvolveram uma notação que descreve os casos de uso nos três pontos de um triângulo - um canto para banda larga móvel aprimorada, o outro para comunicação ultraconfiável de baixa latência (URLLC).Tipo de máquina de comunicação.Cada um deles requer um tipo de rede completamente diferente para suas necessidades.
“Isso leva a outro requisito para o 5G, o requisito de definir uma rede principal”, disse Alexander.“A rede principal escalará efetivamente todos esses diferentes tipos de tráfego.”
Ele observou que as operadoras de rede móvel estão trabalhando para fornecer a atualização e expansão mais flexíveis de suas redes, usando implementações de software virtualizado e em contêiner rodando em hardware de computação padrão na nuvem.
Em termos de tipos de tráfego URLLC, esses aplicativos agora podem ser gerenciados na nuvem.Mas isso requer mover alguns controles e funções do usuário para mais perto da borda da rede, para a interface aérea.Por exemplo, considere robôs inteligentes em fábricas que exigem redes de baixa latência por motivos de segurança e eficiência.Isso exigirá blocos de computação de borda, cada um com recursos de computação, armazenamento, aceleração e aprendizado de máquina, e alguns, mas não todos os serviços de aplicativos V2X e automotivos, terão requisitos semelhantes, diz Alexander.
”Nos casos em que é necessária baixa latência, o processamento pode ser novamente movido para a borda para computar e comunicar soluções V2X.Se o aplicativo for mais sobre gerenciamento de recursos, como estacionamento ou rastreamento de fabricantes, a computação pode ser computação em nuvem em massa.”no aparelho”, – disse.
Projetando para 5G Para engenheiros de projeto encarregados de projetar chips 5G, há muitas peças móveis no quebra-cabeça, cada uma com seu próprio conjunto de considerações.Por exemplo, nas estações base, um dos principais problemas é o consumo de energia.
“A maioria das estações base são projetadas com nós avançados de tecnologia ASIC e FPGA”, disse Geoff Tate, CEO da Flex Logix.“Atualmente, eles são projetados usando SerDes, que consomem muita energia e ocupam muito espaço.Se você pode criar programabilidade no ASIC, pode reduzir o consumo de energia e a área ocupada porque não precisa do SerDes para executar rapidamente fora do chip e tem mais largura de banda entre a lógica programável e os ASICs. A Intel faz isso colocando seus Xeons e Altera FPGA no mesmo pacote Assim, você obtém 100 vezes mais largura de banda Coisas interessantes sobre as estações base Primeiro, você desenvolve a tecnologia e depois pode vendê-la e usá-la em todo o mundo.Com um celular, você pode criar diferentes versões para diferentes países.”
Os requisitos são diferentes para dispositivos implantados na rede principal e na nuvem.Uma das principais considerações é uma arquitetura que facilite o gerenciamento de software e a portabilidade de casos de uso para dispositivos.
“O ecossistema de padrões para lidar com serviços de contêineres virtualizados, como OPNFV (Plataforma Aberta para Virtualização de Função de Rede) é muito importante”, disse Alexander da Arm.“Gerenciar a interação entre os elementos da rede e o tráfego entre os dispositivos por meio da orquestração de serviços também será fundamental.ONAP (Open Network Automation Platform) é um exemplo.O consumo de energia e a eficiência do dispositivo também são escolhas importantes de design.”
Na borda da rede, os requisitos incluem baixa latência, alta largura de banda no nível do usuário e baixo consumo de energia.
“Os aceleradores precisam ser capazes de suportar facilmente muitos requisitos computacionais diferentes que nem sempre são melhor tratados por uma CPU de uso geral”, disse Alexander.A capacidade de escalar é muito importante.O suporte para uma arquitetura que pode facilmente escalar entre ASICs, ASSPs e FPGAs também é importante, pois a computação de borda será distribuída em redes de qualquer tamanho e em qualquer dispositivo.A escalabilidade do software também é importante.”
O 5G também pode causar alterações na arquitetura do chipset, principalmente onde os rádios estão localizados.Ron Lowman disse que, embora os front-ends analógicos das soluções LTE sejam colocados no rádio, no processador ou totalmente integrados, quando as equipes de design migram para novas tecnologias, esses front-ends geralmente saem primeiro do chip e depois voltam para ele. .à medida que a tecnologia avança Ele, gerente de marketing estratégico da Synopsys IoT.
“Com o advento do 5G, espera-se que vários rádios, tecnologias mais avançadas e nós de tecnologia mais rápidos e avançados, como 12 nm e acima, desempenhem um papel significativo nos componentes integrados”, disse Lowman.“Isso exige que os conversores de dados que entram na interface analógica sejam capazes de lidar com gigasamples por segundo.Alta confiabilidade também é sempre importante.Fatores como espectro aberto e uso de Wi-Fi tornam isso muito mais difícil do que no passado.Tentar lidar com tudo isso não é uma tarefa fácil, e o aprendizado de máquina e a inteligência artificial podem ser adequados para fazer parte do trabalho árduo.Isso, por sua vez, afeta a arquitetura, pois carrega não apenas o processamento, mas também a memória.”
Thompson da Cadence concorda.“À medida que desenvolvemos 5G ou IoT para padrões 802.11 mais elevados e até mesmo algumas considerações ADAS, estamos tentando reduzir o consumo de energia, ser mais barato, ser menor e aumentar o desempenho movendo-se para nós menores.Compare isso com sua mistura de preocupações, observada na Federação Russa”, disse ele.“À medida que os nós ficam menores, os ICs ficam menores.Para que um CI aproveite ao máximo seu tamanho menor, ele precisa estar em um pacote menor.Há uma pressão para que as coisas sejam menores e mais compactas, mas isso não é bom.”para projeto de RF”.“…na simulação, não me preocupo muito com o efeito do circuito na distribuição.Se eu tiver um pedaço de metal, pode parecer um pouco com um resistor, mas parece um resistor em todas as frequências.Se for um efeito de RF, então é uma linha de transmissão, parecerá diferente dependendo da frequência que estou enviando. Esses campos serão acionados em outras partes da cadeia. Agora juntei tudo mais próximo um do outro e quando faz, o grau de conexão aumenta exponencialmente. Quando chego aos nós menores, esses efeitos de acoplamento se tornam mais pronunciados, o que também significa que a tensão de polarização é menor. Portanto, o ruído é um grande efeito porque não influencio o dispositivo. voltagem mais baixa, mesmo nível de ruído tem mais efeito. Muitos desses problemas estão presentes no nível do sistema em 5G.”
Novo foco na confiabilidade A confiabilidade assumiu um novo significado nas comunicações sem fio, pois esses chips são usados ​​em aplicações automotivas, industriais e médicas.Isso geralmente não está relacionado a comunicações sem fio, onde falhas de conexão, degradação de desempenho ou qualquer outro problema que possa interromper o serviço geralmente é visto como uma inconveniência e não como um problema de segurança.
“Precisamos encontrar novas maneiras de verificar se os chips de segurança funcionais funcionarão de maneira confiável”, disse Roland Jahnke, chefe de métodos de design da Fraunhofer EAS.“Como indústria, ainda não chegamos lá.Estamos tentando estruturar o processo de desenvolvimento agora.Precisamos observar como as peças e ferramentas interagem e temos muito trabalho para garantir a consistência.”
Jahnke observou que, até agora, a maioria dos problemas ocorreu devido a um único erro de projeto.“E se houver dois ou três bugs?O verificador deve informar ao designer o que pode dar errado e onde estão os bugs e, em seguida, revertê-los durante o processo de design.”
Isso se tornou um grande problema em muitos mercados críticos de segurança, e o grande problema com wireless e automotivo é o número cada vez maior de variáveis ​​em ambos os lados.“Alguns deles precisam ser projetados para estarem sempre ligados”, diz Oliver King, CTO da Mooretec.“A modelagem antecipada pode prever como as coisas serão usadas.É difícil prever.Levará tempo para ver como as coisas funcionam.”
Rede de aldeia necessária.No entanto, muitas empresas acham que o 5G tem benefícios suficientes para justificar o esforço para construir a infraestrutura necessária para fazer tudo funcionar.
Magdi Abadir, vice-presidente de marketing da Helic, disse que a maior diferença com o 5G serão as velocidades de dados oferecidas.“O 5G pode operar em velocidades de 10 a 20 gigabits por segundo.A infraestrutura deve suportar o tipo de taxa de transferência de dados e os chips devem processar esses dados recebidos.Para receptores e transmissores em bandas acima de 100 GB, a frequência também deve ser levada em consideração.Na Federação Russa, eles estão acostumados a uma frequência de 70 GHz para radares e similares.”
Criar essa infraestrutura é uma tarefa complexa que abrange vários elos da cadeia de fornecimento de eletrônicos.
“A mágica que está sendo falada para fazer isso acontecer é tentar fazer mais integração no lado de RF do SoC”, disse Abadir.Integração com componentes ADC e DAC analógicos com taxa de amostragem muito alta.Tudo deve ser integrado no mesmo SoC.Vimos integração e discutimos questões de integração, mas isso exagera tudo porque estabelece um objetivo alto e força os desenvolvedores a se integrarem ainda mais do que se pensava anteriormente.É muito difícil isolar tudo e não afetar os circuitos vizinhos.”
Deste ponto de vista, 2G é principalmente transmissão de voz, enquanto 3G e 4G são mais transmissão de dados e suporte mais eficiente.Pelo contrário, o 5G representa a proliferação de diferentes dispositivos, diferentes serviços e aumento da largura de banda.
“Novos modelos de uso, como banda larga móvel aprimorada e conectividade de baixa latência, exigem um aumento de 10 vezes na largura de banda”, disse Mike Fitton, planejador estratégico e especialista em desenvolvimento de negócios da Achronix.“Além disso, espera-se que o 5G se torne muito importante para o V2X, especialmente para a próxima geração do 5G.O 5G Release 16 terá URLLC, o que é muito importante para aplicativos V2X.Aplicativo de tipo de rede.
O planejamento para o futuro incerto do 5G costuma ser visto como uma série de superlativos com 10 vezes mais largura de banda, 5 vezes mais latência e 5 a 10 vezes mais dispositivos.Isso é complicado pelo fato de que a tinta nas especificações 5G não é muito seca.Sempre há adições tardias que exigem flexibilidade e se transformam em programabilidade.
“Se você levar em consideração as duas grandes necessidades de um link de dados de hardware devido à alta largura de banda e a necessidade de flexibilidade, isso significa que provavelmente você precisará de algum tipo de SoC ou ASIC dedicado que tenha mais programabilidade entre hardware e software.…se você olhar para todas as plataformas 5G hoje, todas elas são baseadas em FPGAs porque você simplesmente não vê a taxa de transferência.Em algum momento, é provável que todos os principais OEMs sem fio mudem para uma potência ASIC de software mais econômica e otimizada, mas requer flexibilidade e direcionamento para reduzir custos e consumo de energia.Trata-se de manter a flexibilidade onde você precisa (em FPGAs ou FPGAs incorporados) e, em seguida, adicionar funcionalidade sempre que possível para obter o menor custo e consumo de energia.”
A Tate da Flex Logix concorda.“Mais de 100 empresas atuam nessa área.O espectro é diferente, o protocolo é diferente e os chips usados ​​são diferentes.O chip repetidor terá potência mais limitada nas paredes de um prédio, onde pode haver um local onde um eFPGA seja mais valioso.”
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