Készen áll az 5G a természeti erőkre?
Az elmúlt 10 év egyik legjobban várt technológiája az 5G. Mind a magán ügyfelek, mind az ipari ügyfelek profitálni fognak az 5G nagy teljesítményű, alacsony késésű működéséből. A 4G kommunikációhoz képest az 5G várhatóan tízszeresére növeli a sávszélességet és 50-szer alacsonyabb késleltetéssel rendelkezik.
Ez a teljesítmény ugrás azt jelenti, hogy az adatok és videók letöltése 10-szer gyorsabb lesz, 10-szer nagyobb sávszélességet használva. Az alacsonyabb késleltetési idő (mindössze 1-10 milliszekundum) lehetővé teszi a távoli egészségügyi felügyelethez szükséges gyors frissítést, valamint a fejlett vezetősegítő rendszerek (ADAS) és egyszer majd a teljesen önvezető járművek forgalmi viszonyok változására történő gyors reagálását. Az alacsony várakozási idő lehetővé teszi az időérzékeny műveletekre támaszkodó alkalmazások, például az intelligens városokban működő autonóm járművek és a távorvoslás használatát.
Ipari alkalmazásokban a gép-gép (M2M) kapcsolat segíti az intelligens gyárakat, a gépi tanulást, az AI-t és más rendszereket, hogy csökkentse a leállások idejét és javítsa a termelékenységet az intelligens hálózatokon keresztül.
Az 5G előnyei
Kezdetben a pontos, küldetéskritikus elektronikát beltérben, szabályozott hőmérsékletű környezetben helyezték el. Később a szabadba vitték, mivel a mobiltelefonok és a hordható eszközök népszerűvé váltak, de mégis kapcsolódtak az emberhez, szabályozva a hőmérsékletet, a rezgést stb.
A kommunikáció új korszakához új technológiákat alkalmazó megközelítésre van szükség. Az 5G megjelenésével önmagában a járművekben az adatmennyiség hatalmas növekedése több hálózati berendezést igényel a szabadban és a természet környezeti erőinek kitéve. Az IoT elterjedése az intelligens városi infrastruktúra részeként megnöveli a kontrollálatlan környezetben elhelyezhető elektronika iránti igényt is, amely továbbra is megbízhatóan és minimális beavatkozással működik.
Ezeken a helyeken az elektronikát többféle természeti erő fogja érni, és nem lesz hibázási lehetőség. Az eszközök olyan hálózatok részei lesznek, amelyek tartalmazzák a rádiót és az antennát vagy a közlekedési rendszerek mozgó csomópontjait. Környezeti stressznek lehetnek kitéve, mint például ütés, rezgés, hőmérséklet-változás, szél, villámlás és magas páratartalom. A mérnökök és fejlesztők tisztában vannak azzal, hogy a biztonság szempontjából kritikus alkalmazásokban, például az önvezető járművekben, nincs tolerancia a létfontosságú adatok csomópontok közti átvitelében való hibázásokra.
Az ilyen szabadtéri helyszínek tervezési dilemmákat vethetnek fel. A természet a mechanikai és elektromos erők keveréke, de a rendszert alkotó legtöbb alkatrész elektronikus. Kivételt képeznek az érzékelők és az időzítő eszközök, amelyek mind mechanikusak, mind elektronikusak. Ezek az alkatrészek lehetnek a kritikusak a rendszer megbízható működésének elérése érdekében a különböző körülmények között.
Az időzítés az elektronikai rendszer lényeges mozzanata, mivel a rezgő, mechanikus elemnek precíziós referenciát kell nyújtania akkor is, ha ellenőrizetlen vagy zord környezetben használják. Következésképpen egy időzítő alkatrésznek masszívnak és megbízhatónak kell lennie, hogy ellenálljon a mechanikai erőknek és a környezeti stresszoroknak.
Az 5G infrastruktúra környezeti kihívásainak kezelése újabb technológiák használatát igényli. Erre példa az MEMS (mikro-elektromechanikus rendszerek) az időzítéshez. Körülbelül 15 évvel ezelőtt mutatták be először ezeket az eszközöket, amelyek számos olyan tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek ideálisak a környezeti stresszorok kezelésére. Akár 3000-szer kisebbek és könnyebbek, mint a hagyományos időzítési technológiák, így kevésbé érzékenyek olyan mechanikai erőkre, mint a rázkódás és a rezgés. Például 40-szer jobb rezgésállóságot mutatnak, mint a kvarc alkatrészek, és 20-szor jobban ellenállnak a hőmérsékletnek és a légáramlás változásainak.
Az 5G infrastruktúra azt jelenti, hogy a cellák sűrűbben helyezkednek el, mint a 4G esetén. Ez azt jelenti, hogy a rádiókat oszlopokon lehet elhelyezni, ahol olyan környezeti stresszoroknak vannak kitéve, amelyek befolyásolhatják a teljesítményt. Minden rádió szinkronizálva van az ugyanabban az időtartományban lévő rádiókkal. Bármely időbeli különbség az egyik torony és a másik között, elvesztett jelet eredményez. Összehasonlítva a 4G 1,5 mikroszekundumos rádiótornyok közötti időbeli különbségével, az olyan továbbfejlesztett 5G funkcióknak, mint a MIMO, a vivőaggregáció és az RF sugárirányítás, még kisebb az időzítési hibahatára, mindössze 130 nanoszekundum.
Összességében a gyors, megbízható 5G infrastruktúrán alapuló összekapcsolt világ megvalósítása érdekében felgyorsultak az új technológiák, amelyeknek ellenállóak kell lenniük a környezettel szemben.
A fogyasztók és a kereskedelmi felhasználók készen állnak az 5G-re, és az iparnak biztosítania kell, hogy hatékony kültéri elektronikát tudjon nyújtani az 5G infrastruktúra részeként. Ez azt jelenti, hogy minden elektronikus berendezést a környezeti ellenálló képesség figyelembevételével kell megtervezni. A megbízható, hatékony rendszerek egyre újabb, technológiailag fejlettebb alkatrészeket fognak használni az új elektronikus berendezésekhez.
Az 5G kínálta új lehetőségek csak akkor lesznek jól felhasználhatók, ha a megbízható, bevált alkatrészek azonnal rendelkezésre állnak és készen állnak a telepítésre.
Forrás: Forbes
Autoweek