5G เป็นแกนหลักของอุตสาหกรรมการสื่อสาร และจะประสบความสำเร็จในการใช้งานเชิงปฏิวัติในตลาดอื่นๆ เช่น อุตสาหกรรม ยานยนต์ การแพทย์ และแม้แต่การป้องกันประเทศ สำหรับโลกที่เชื่อมต่อกับ Internet of Things (IoT) มากขึ้น การปรับปรุงความเร็วอย่างน่าทึ่งของ 5G (เร็วกว่า 4G อย่างน้อย 10 เท่า สูงสุด 10Gbps) ความหน่วง (ต่ำกว่า 4G 10 เท่า เหลือ 1ms) และความหนาแน่น (รองรับ 1 ล้านอุปกรณ์ IoT ต่อตารางกิโลเมตร) จะทำให้แอปพลิเคชั่นเชิงนวัตกรรมมากมายเป็นไปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านที่สำคัญ เช่น ความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ คุณภาพการบริการ ประสิทธิภาพ และต้นทุน

ดังที่แสดงในภาพด้านล่าง 5G จะตระหนักถึงการเชื่อมโยงระหว่างสินค้าและบริการ ในขณะที่ “สินค้า” จะอยู่ในพื้นที่ผู้ใช้หรือองค์กร ในขณะที่ “บริการ” มักจะอยู่ในคลาวด์ เครือข่าย 5G จะสามารถแยกการเชื่อมต่อแบบขนานได้อย่างยืดหยุ่น ปรับระดับบริการที่ผู้ใช้ต้องการได้อย่างสมบูรณ์แบบผ่านการปรับเปลี่ยน และมอบแผนสมดุลต้นทุน/ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม

5G ไม่เพียงแต่เป็น “ยุค” ในการพัฒนามาตรฐานการสื่อสารเท่านั้น แต่ยังเป็นคำทั่วไปที่มีแนวโน้มหลักอย่างน้อยสามประการ ตามคำจำกัดความของสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ แนวโน้มแรกคือการปรับปรุงบรอดแบนด์มือถือ (emBB) ซึ่งจะเสริมสร้างความเข้มแข็งในด้านนวัตกรรม เช่น ความเป็นจริงเสริมและความเป็นจริงเสมือน เทรนด์ที่สองคือ Massive Machine Class Communication (mMTC) รวมถึงการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ IoT ที่แพร่หลาย ประการที่สามคือการสื่อสารความล่าช้าต่ำที่เชื่อถือได้สูงเป็นพิเศษสำหรับการใช้งานที่สำคัญ เช่น การขับรถอัตโนมัติหรือการผ่าตัดทางไกล

5G จะอยู่ทุกที่ ครอบคลุมสมาร์ทโฟน รถยนต์ สาธารณูปโภค อุปกรณ์สวมใส่ ห้องผ่าตัดของโรงพยาบาล โรงงานขนาดใหญ่ โครงข่ายไฟฟ้า และการใช้งานอื่นๆ และใกล้กับแนวคิดของเมืองอัจฉริยะ การผลิตอัจฉริยะ และโลกที่เชื่อมต่อถึงกันมากขึ้น

วิทยุ (NR) ใหม่ 5G เชื่อมโยงกับ LTE Advanced ซึ่งยังคงเป็นส่วนสำคัญของแพลตฟอร์ม 5G เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานบนโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายหลักที่มีอยู่ ด้วยการเปิดตัวโปรแกรม Third Generation Partnership Program (3GPP) รุ่นที่ 15 ซึ่งเสร็จสิ้นเมื่อปลายปี 2560 แนวทางนี้ช่วยให้อุตสาหกรรมมีความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในคลื่นความถี่ที่ต่ำกว่า 6GHz ภายในปี 2563 ฉบับที่ 15 จะสามารถส่งเสริมการใช้งาน 5G ส่วนใหญ่ในช่วงต้นได้

อย่างไรก็ตาม คาดว่ามาตรฐานฉบับที่ 16 ที่ออกในช่วงครึ่งหลังของปี 2562 จะส่งผลต่อสเปกตรัมความถี่ที่สูงกว่า 6GH (คลื่น z มิลลิเมตร) (ดูรูปด้านล่าง)

ฉบับที่ 16 นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อบริการการสื่อสารที่สำคัญ ความเป็นจริงเสมือน และอินเทอร์เน็ตในทุกสิ่งที่ใช้พลังงานต่ำ (LPWA) มาตรฐานนี้คาดว่าจะตระหนักถึงศักยภาพที่แท้จริงที่มักเรียกกันว่าวิสัยทัศน์ 5G โดยจะเปิดใช้งานแอปพลิเคชันจำนวนมากและฟังก์ชันใหม่ๆ มากมาย เช่น การแบ่งปันคลื่นความถี่ มาตรฐานอินเทอร์เน็ตเซลลูล่าร์ของยานพาหนะ (C-V2X) สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ เป็นต้น . จึงเปลี่ยนรูปแบบอุตสาหกรรมการสื่อสารไปอย่างสิ้นเชิง

กรณีธุรกิจแรกของ 5G นั้นตรงไปตรงมามาก:

ปรับปรุงความจุของเครือข่าย ความเร็ว ความน่าเชื่อถือ และความพร้อมใช้งาน และลดความหน่วงโดยมีค่าใช้จ่ายเท่ากับ 4G

กรณีธุรกิจที่สองได้เริ่มดำเนินการเชิงพาณิชย์ในสหรัฐอเมริกา ได้แก่ แอปพลิเคชันไร้สายแบบคงที่ซึ่งใช้ความถี่คลื่นมิลลิเมตร (ไม่ได้ระบุ 3GPP) เพื่อครอบคลุมผู้ใช้ระยะไกลเพื่อให้การเชื่อมต่อ 300Mbps ขึ้นไปมีราคาถูก ทางเลือกในการติดตั้งใยแก้วนำแสง สิ่งนี้เป็นไปตามข้อกำหนดของผู้ให้บริการมือถือส่วนใหญ่ในโลกที่เข้าร่วมในการทดสอบและทดสอบ 5G ในช่วงต้น รวมถึงผู้ให้บริการที่สร้างโครงสร้างพื้นฐานเพื่อรองรับการเปิดตัวบริการ 5G (สร้างโครงสร้างพื้นฐานในเครือข่ายหลักก่อน และเพิ่มการครอบคลุม ความหนาแน่นของเครือข่ายเซลลูล่าร์ที่แตกต่างกันใหม่)

ในบรรดาประเทศ/ภูมิภาคที่เข้าร่วมในการทดสอบและการทดสอบในช่วงแรก สหรัฐอเมริกาเริ่มส่งเสริม 5G ได้เร็วกว่าประเทศอื่นๆ เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการเพิ่มความหนาแน่นของความครอบคลุมเครือข่ายเซลลูล่าร์ตามที่กำหนด แต่ล้าหลังในการติดตั้งสถานีรับส่งสัญญาณฐาน (BTS) ตามข้อมูลอ้างอิง สหรัฐอเมริกาได้ติดตั้งสถานีฐานประมาณ 200,000 แห่งในปี 2561 ในขณะที่จีนมีสถานีฐานประมาณ 2 ล้านแห่ง นอกจากนี้ จีนยังมี 70% ของการเชื่อมต่อ Internet of Things ที่มีอยู่ในโลก ซึ่งทำให้ความต้องการส่งเสริมการขายของทั้งสองประเทศแตกต่างกันมาก ในขณะที่เขียน มีการประมูลความถี่ใหม่ในเกาหลีใต้ ออสเตรเลีย สหราชอาณาจักร อิตาลี สเปน สหรัฐอเมริกา และเยอรมนี หรือรวมอยู่ในแผนแล้ว

ในการประชุม World Mobile Communication Conference ปี 2018 GSMA คาดการณ์ว่าภายในปี 2023 จะมีการเชื่อมต่อ 5G ประมาณ 400 ล้านครั้ง (30% อยู่ในสหรัฐอเมริกา) ครอบคลุมแอปพลิเคชันสำหรับผู้บริโภคและแอปพลิเคชันระดับองค์กร

ไม่เพียงแต่ผู้ให้บริการการสื่อสาร (CSP) เท่านั้นที่คาดหวังในการพัฒนา 5G อย่างเต็มที่ เนื่องจากผู้เล่นที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมจำนวนมากก็กระตือรือร้นที่จะลองใช้ในด้าน 5G เช่นกัน ผู้ให้บริการสื่อชั้นนำ (OTT) (รวมถึง Facebook, Microsoft, Google และ Amazon) กำลังจับตาดูโอกาสทางธุรกิจอย่างใกล้ชิด ผู้ให้บริการ OTT เหล่านี้เป็นเจ้าของระบบคลาวด์ซึ่งมีบริการส่วนใหญ่อยู่ ดังนั้นจึงเป็นผู้มีส่วนร่วมหลักในการดำเนินงาน 5G อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่มีสิทธิ์ในการเข้าถึง และส่วนนี้ยังคงโฮสต์โดย CSP โดยสมบูรณ์

แม้ในระหว่างการใช้งาน 4G ฟังก์ชันเครือข่ายจำนวนมากได้รับการจำลองเสมือน ซึ่งช่วยให้ส่วนคลาวด์สาธารณะของโครงสร้างพื้นฐาน (โครงสร้างพื้นฐานเป็นบริการ) ได้รับการพัฒนาอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม ช่องดังกล่าวยังอยู่ในมือของ คสช. อย่างเหนียวแน่น ระบบฟังก์ชันทางชีวภาพต้องการการเชื่อมต่อที่ถูกต้องระหว่างผู้ให้บริการและผู้ใช้ และการจัดการอย่างชาญฉลาด ในกระบวนการพัฒนาการเชื่อมต่อเหล่านี้ จะมีการรวมเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น การแบ่งส่วนเครือข่าย และการประมวลผลแบบเอดจ์ ซึ่งเป็นคุณสมบัติใหม่ที่สำคัญของ 5G

ชิ้นส่วนเครือข่าย

การทำให้การประมวลผลใกล้ชิดกับผู้ใช้มากขึ้น (การประมวลผลแบบ Edge) เป็นส่วนสำคัญของพิมพ์เขียว 5G อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบในอนาคตที่สำคัญไม่แพ้กันอีกประการหนึ่งของ 5G ก็คือแนวคิดเรื่องการแบ่งส่วนเครือข่าย ซึ่งสามารถทำให้แนวคิดเครือข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ของ 4G ก้าวไปสู่ระดับใหม่ได้

ดังที่แสดงในภาพด้านล่าง การแบ่งส่วนเครือข่ายช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานแยกชั้นการไหลของแพ็กเก็ตออกจากชั้นควบคุม และรองรับการทำงานแบบขนานของแอปพลิเคชันและบริการต่างๆ สำหรับผู้ใช้กลุ่มต่างๆ ที่มีคุณภาพ ความล่าช้า และระดับแบนด์วิดท์ที่แตกต่างกัน

ซึ่งหมายความว่าระบบ 5G จะมีส่วนเครือข่ายลอจิคัลจำนวนมาก (หรือ "ช่องทางการติดตามอย่างรวดเร็ว") เพื่อรองรับแอปพลิเคชันและลูกค้าเฉพาะ ตัวอย่างเช่น ลูกค้าของผู้ให้บริการบางรายอาจต้องใช้ emBB เพื่อใช้เครื่องมือความเป็นจริงเสริม ในขณะที่ลูกค้ารายอื่นอาจต้องการเครือข่ายที่เหมาะกับ mMTC การขับรถอัตโนมัติ หรือการผ่าตัดทางไกล ดังนั้น พวกเขาจึงต้องจัดเตรียมคุณลักษณะเครือข่ายที่แตกต่างกัน แต่ละแอปพลิเคชันมีข้อกำหนดเฉพาะของตัวเอง ด้วยการแบ่งเครือข่ายออกเป็นเซสชั่นส่วนตัวหรือการเชื่อมต่อแบบขนาน จะทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพสไลซ์ต่างๆ ได้ตามความเหมาะสม

ช่วยให้ผู้ให้บริการสามารถขายเครือข่ายให้กับลูกค้าในรูปแบบของ "เครือข่ายในรูปแบบบริการ" เพื่อให้ลูกค้าแต่ละรายสามารถสัมผัสประสบการณ์ชิ้นส่วนเครือข่ายได้ ราวกับว่าถูกแยกออกจากส่วนทั้งหมดทางกายภาพโดยสิ้นเชิง บางส่วนคล้ายกับ "เต็มใจที่จะแบ่งปัน วิธีการแบบชิ้นเค้ก” และการปรับส่วนผสมที่มีอยู่ในสูตรแบบเรียลไทม์ โดยพื้นฐานแล้ว การแบ่งส่วนเครือข่ายสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงาน และลดระยะเวลาในการออกสู่ตลาดเพื่อใช้บริการใหม่ๆ

ที่จริงแล้ว การแบ่งส่วนเครือข่ายอาจเป็นหนึ่งในผู้มีส่วนสำคัญที่สุดในการให้บริการ 5G ใหม่ๆ ที่คุ้มค่าแก่ลูกค้าองค์กร

Edge Computing หมายถึงการตัดสินใจแบบเรียลไทม์ใกล้กับแหล่งข้อมูล ด้วยการระบุตำแหน่งอัจฉริยะด้านการประมวลผลใกล้กับแหล่งข้อมูลที่แยกจากกันและต่างกัน การประมวลผลแบบ Edge สามารถลดเวลาแฝงในการใช้งานบริการที่ร้องขอได้ Edge Computing ไม่ได้ส่งข้อมูลไปยังคลาวด์เพื่อการประมวลผลผ่านเครือข่ายหลักทั้งหมด แต่ใช้สถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบกระจายเพื่อให้แน่ใจว่ามีการประมวลผลที่ใกล้เคียงเรียลไทม์และลดเวลาแฝงในเวลาเดียวกัน มิฉะนั้นจะเป็นที่ยอมรับไม่ได้สำหรับบริการเฉพาะเจาะจง

ด้วยการแพร่กระจายของแอปพลิเคชันที่สำคัญซึ่งต้องการทรัพยากรการประมวลผลแบบเรียลไทม์ และการเพิ่มจำนวนฟังก์ชันอัจฉริยะที่ได้รับความช่วยเหลือจากปัญญาประดิษฐ์ (AI) เช่น การขับขี่อัตโนมัติ การแพทย์ทางไกล และแอปพลิเคชันความเป็นจริงเสมือน ทำให้การประมวลผลใกล้กับผู้ใช้ปลายทางมากขึ้น และด้วยเหตุนี้จึงใกล้ชิดกับ ขอบซึ่งเป็นสิ่งสำคัญ ตัวอย่างเช่น หากระบบเกิดความล่าช้าหลายสิบมิลลิวินาทีเมื่อรถเคลื่อนที่ผ่านเครือข่ายทั้งหมดและกลับมา รถจะยังคงขับต่อไปอีกหลายฟุตแม้จะได้รับคำสั่งเบรกแล้วก็ตาม การใช้ทรัพยากร Edge และการลดความล่าช้าลง 10 เท่าจะช่วยลดเวลาตั้งแต่คำสั่งไปจนถึงการเบรกได้อย่างมาก

ทรัพยากรการประมวลผล Edge (หรือการประมวลผลแบบ Multi Access Edge) สามารถค้นหาห้องในสำนักงานกลางแบบเดิมของเครือข่ายการเข้าถึงไร้สาย (RAN) ได้อย่างง่ายดาย ทรัพยากรฮาร์ดแวร์และเซิร์ฟเวอร์เพิ่มเติมที่มีตัวเร่งความเร็ว AI สามารถตั้งอยู่ในระยะที่เปลี่ยนแปลงได้หลายกิโลเมตรจากคลัสเตอร์เสาอากาศ สิ่งนี้จะสร้างโครงสร้างพื้นฐานฮาร์ดแวร์เพิ่มเติมจำนวนมาก

เครือข่าย 5G มีมาตรฐานและฟีเจอร์การเข้าถึง NR ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับตลาดแนวตั้งหลายแห่งที่มีแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน สิ่งนี้ส่งผลให้มีข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์ที่มากเกินไป รวมถึงข้อกำหนดสำหรับระบบเสาอากาศแบบแอคทีฟ (AAS) และอุปกรณ์อื่นๆ ซึ่งยังได้พัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับส่วนหัววิทยุระยะไกลผ่านเสาอากาศในตัวอีกด้วย การบูรณาการนี้ช่วยแก้ปัญหาความท้าทายที่ 5G เผชิญในด้านต่อไปนี้: การใช้ความหลากหลายเชิงพื้นที่และลำแสงเฉพาะที่เพื่อปรับปรุงขีดความสามารถ และการใช้เทคโนโลยี MIMO ขนาดใหญ่ (mMIMO)

เทคโนโลยี AAS สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของสถานีฐานได้สูงสุด และอำนวยความสะดวกให้ผู้ให้บริการเพิ่มความจุได้อย่างมาก (สูงสุดห้าเท่าของ 5G) และความครอบคลุมของเครือข่าย องค์ประกอบคลัสเตอร์และเสาอากาศของเครื่องขยายเสียง (PA) เป็นส่วนประกอบพื้นฐานของ AAS (ปัจจุบันสามารถรวม PA ได้สูงสุด 1,024 PA) ซึ่งสามารถให้ฟังก์ชันการเข้าถึงเครือข่ายที่สมบูรณ์เพื่อเชื่อมต่อกับโหนดเบสแบนด์ซึ่งสามารถระบุตำแหน่งโหนดเบสแบนด์ได้ ในตำแหน่งเดียวกับ AAS หรือในสำนักงานกลาง (cloud RAN) มัลติเพล็กซ์ความถี่สามารถรับรู้ได้ผ่าน mMIMO (เทคโนโลยีนี้ขึ้นอยู่กับความหลากหลายเชิงพื้นที่และรองรับการซิงโครไนซ์หลายรายการและเส้นทางข้อมูลที่แยกจากกันสำหรับผู้ใช้แต่ละราย) และมัลติเพล็กซ์ความถี่ได้กลายเป็นปัจจัยหลักในการปรับปรุงความจุของ BTS ซึ่งใช้ในการดำเนินการมัลติเพล็กซ์เชิงพื้นที่

เมื่อใช้เสาอากาศหลายเสา เทคโนโลยีบีมฟอร์มมิ่งที่ได้รับการปรับปรุงก็สามารถนำมาใช้ได้ ซึ่งใช้ลำแสงทิศทาง 3 มิติและลำแสงโฟกัส เทคโนโลยีนี้ลดการรบกวนในช่องสัญญาณที่อยู่ติดกัน เพิ่มระยะทางที่สามารถเข้าถึงได้ด้วยกำลังที่เท่ากัน และกำหนดทิศทางการไหลของข้อมูลไปยังเป้าหมายที่ต้องการ ดังนั้นจึงสามารถปรับความจุโดยรวมให้เหมาะสมและให้ปริมาณงานสัญญาณวิทยุที่สูงขึ้น

AAS ถูกนำไปใช้ในขั้นตอนสุดท้ายของ 4G ปัจจุบัน AAS เป็นอุปกรณ์ใหม่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยจำเป็นต้องปรับปรุงความจุและความครอบคลุม การใช้คลื่นความถี่ใหม่ที่รองรับฮาร์ดแวร์ 4G ที่เข้ากันได้แบบย้อนหลังและเบสแบนด์ที่รองรับซอฟต์แวร์ที่อัปเกรดได้ จะส่งเสริมการอัพเกรดฮาร์ดแวร์ของ Macro BTS ด้วย

เพื่อเพิ่มความหนาแน่นของความครอบคลุมของบริการใหม่ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่หนาแน่น เช่น อาคารอพาร์ตเมนต์สูง สนามกีฬา ศูนย์การค้า และสวนสนุก เซลล์ขนาดเล็กจะต้องถูกปรับใช้เพื่อทำให้การส่งสัญญาณใกล้ชิดกับผู้ใช้มากขึ้นโดยใช้พลังงานน้อยลงและสูงขึ้น อัตราบิต

จากมุมมองของฮาร์ดแวร์ ความท้าทายที่โดดเด่นที่สุดคือความหนาแน่น ซึ่งรวมถึง: ประการแรก วิธีบรรลุการจัดการระบายความร้อนอย่างครอบคลุมในบรรจุภัณฑ์ขนาดเล็กลง ประการที่สอง วิธีการตอบสนองความคาดหวังอย่างมีประสิทธิภาพผ่านการบูรณาการฟังก์ชันและส่วนประกอบในวงกว้าง ประการที่สาม ในขณะที่บรรลุเป้าหมายทั้งหมดนี้ ยังคงรักษาประสิทธิภาพสูงโดยใช้พลังงานต่ำ

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ ส่วนประกอบทั้งหมดใน AAS ตั้งแต่ตัวรับส่งสัญญาณ นาฬิกา ไปจนถึงการจัดการพลังงาน จะต้องได้รับการออกแบบใหม่หรือปรับเปลี่ยนให้ตรงตามข้อกำหนดที่ท้าทายซึ่งเกิดจากส่วนประกอบที่เพิ่มขึ้นในอุปกรณ์ใหม่ สิ่งนี้สามารถรับรู้ได้จากตัวรับส่งสัญญาณความถี่วิทยุ (RF) ซึ่งรวมตัวรับส่งสัญญาณ RF มากขึ้น การเพิ่มฟังก์ชันเสริม และสร้างโซลูชันระบบอัจฉริยะเพื่อจัดกลุ่มส่วนประกอบใหม่ ๆ มากมายผ่านการจัดการพลังงานทั่วไป

ตัวรับส่งสัญญาณ RF แบบหลายช่องสัญญาณที่มีการผสานรวมในระดับสูงเป็นองค์ประกอบหลักของพิมพ์เขียวฮาร์ดแวร์ 5G ซึ่งไม่เพียงแต่ต้องการแบนด์วิธสัญญาณ RF สูงถึง 1GHz เท่านั้น แต่ยังรองรับการทำงานแบบหลายแบนด์ด้วย ด้วยการใช้เทคโนโลยีการสุ่มตัวอย่าง RF คุณลักษณะที่อธิบายไว้สามารถนำไปใช้ในสถาปัตยกรรมที่เรียบง่ายกว่าด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า ตัวรับส่งสัญญาณซีเรียลไลเซอร์/ดีซีเรียลไลเซอร์มีประสิทธิภาพสูงกว่า 10Gbps และมีเฟสล็อคลูป (PLL)/ออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า (VCXO) ที่กระวนกระวายใจต่ำในตัว เนื่องจากเป็นฟังก์ชันหลักอีกประการหนึ่งของระบบบนชิปที่เกิดขึ้นใหม่เหล่านี้ จึงสามารถลดความซับซ้อนในการสร้างนาฬิกาสุ่มตัวอย่างได้โดยอนุญาตให้ใช้นาฬิกาอ้างอิงที่มีความถี่ต่ำกว่าได้

การตอบสนองความต้องการด้านเวลาของเครือข่ายแบนด์วิธสูง 5G นั้นเป็นสิ่งที่ไม่อาจละเลยได้ ในเครือข่ายมือถือปัจจุบัน แหล่งกำเนิดไทม์มิ่ง (คริสตัลออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า (VCXO)/คริสตัลออสซิลเลเตอร์ชดเชยอุณหภูมิ (TCXO)) จะต้องมีการกระวนกระวายใจที่ต่ำมากและสามารถตอบสนองข้อกำหนดในการลดเสียงรบกวนอย่างต่อเนื่องเพื่อรองรับการมอดูเลตแอมพลิจูดของการสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่สูงขึ้น และได้รับประสิทธิภาพการส่งคลื่นมิลลิเมตรที่ดีที่สุด

ตามสถาปัตยกรรม RAN บนคลาวด์ ข้อกำหนดเฉพาะ Common Radio Interface (CPRI) ล่าสุด (ชื่อ eCPRI (EthernetCPRI)) เป็นการเชื่อมโยงแบบหลายจุดระหว่างกลุ่มหน่วยเบสแบนด์ (BBU) และเครือข่ายหน่วยวิทยุระยะไกล (RRU) ให้ ลิงก์แบนด์วิธสูงเพื่อรองรับความต้องการของ RRU หลายตัว เนื่องจาก 5GeCPRI ใช้ในการส่งสัญญาณไปข้างหน้า 5G จึงต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านเวลาใหม่ ในลิงก์ CPRI แบบจุดต่อจุด จะต้องรับประกันการซิงโครไนซ์เวลาและการซิงโครไนซ์ความถี่เป็นหลัก แต่การซิงโครไนซ์ประเภทนี้ไม่ใช่ปัญหาที่คิดในภายหลังอีกต่อไป แต่จำเป็นต้องแก้ไขโดยเป็นส่วนหนึ่งของโซลูชันกำหนดเวลา 5G ทั้งหมด ดังนั้น แผนผังสัญญาณนาฬิกาจึงพัฒนาจากโซลูชันการกำจัดความกระวนกระวายใจที่ใช้ VCXO ซึ่งใช้โดยการส่งสัญญาณ CPRI ไปเป็นโซลูชันการซิงโครไนซ์เครือข่ายที่ใช้ TCXO เพื่อรองรับข้อกำหนดด้านเวลาใน eCPRI

นอกจากนี้ สถานีฐานมาโคร 5G ยังรองรับมาตรฐานระบบการสื่อสารเคลื่อนที่ระดับโลก (GSM) แบบหลายผู้ให้บริการ สำหรับการส่งสัญญาณที่ความถี่ต่ำกว่า 6GHz ดังนั้น แผนผังนาฬิกาจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดสัญญาณรบกวนเฟสจุดที่ไม่ละเมิดข้อกำหนดคุณสมบัติตัวบล็อค GSM โดยรวม สำหรับสถานีฐาน 5GmMIMO การใช้เทคโนโลยีบีมฟอร์มมิ่งจะสามารถใช้สเปกตรัมได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่ลดการรบกวนให้เหลือน้อยที่สุด สิ่งนี้ส่งผลต่อความเบ้ระหว่างเอาท์พุตต่างๆ ในแผนผังนาฬิกาของลิงค์สัญญาณ RF

ข้อจำกัดอันแน่นหนากำลังก่อตัวขึ้น นอกเหนือจากแผนการสอบเทียบเสาอากาศระดับระบบแล้ว ยังมีเทคโนโลยีระดับบอร์ดและระดับชิปที่หลากหลาย (เช่น โหมดหน่วงเวลาเป็นศูนย์) ที่สามารถลดการเปลี่ยนแปลงการหน่วงเวลาของแผนผังนาฬิกาในกระบวนการ มุมแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิเพื่อปรับปรุงลำแสงให้เหลือน้อยที่สุด ประสิทธิภาพการขึ้นรูป

นอกจากนี้ 5G ยังเปลี่ยนกระบวนทัศน์จุดโหลดเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการใช้พลังงานของ Internet of Things เครือข่ายเซลลูล่าร์ขนาดเล็ก และเสาอากาศแบบแอคทีฟ ช่วงการสวิงกำลัง (ส่วนขยาย) มีตั้งแต่สองสามในสิบของวัตต์ไปจนถึงหลายร้อยวัตต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ด้วยการเพิ่มขึ้นของความต้องการการใช้พลังงาน/กระแสไฟฟ้า ค่าของบัสกระจายจึงเปลี่ยนเป็น 12V เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของ AAS ระบบเสาอากาศแบบกระจาย และวิทยุ mMIMO รุ่นใหม่

ด้วยการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นใน RRU และ BBU บทบาทของบัสการจัดการพลังงาน (PMBus) จึงชัดเจนมากขึ้นเรื่อยๆ ในเวลาเดียวกัน สเต็ปดาวน์คอนเวอร์เตอร์แรงดันสูงได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับให้เข้ากับจำนวน PA ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งจำเป็นต้องมีการกระจายความร้อนแบบ 3 มิติและคอนเวอร์เตอร์ที่ทำงาน 100V ที่มีขีดจำกัดกระแสแบบแปรผัน เพื่อให้วงจรนาฬิกาและตัวรับส่งสัญญาณที่แม่นยำในวิทยุในขณะที่เพิ่มความหนาแน่น ขนาดและสัญญาณรบกวนยังสามารถลดลงได้โดยใช้ตัวแปลงเฉพาะแบบหลายช่องสัญญาณ ตัวแปลงใช้แทนตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมต่ำ และความเร็วในการเปลี่ยนสูงกว่า 1MHz เพื่อลดขนาดในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพไว้

การลดเนื้อหา ความซับซ้อน และต้นทุนรายการวัสดุเป็นกุญแจสำคัญในการชนะการแข่งขันฮาร์ดแวร์ 5G และการรวมฟังก์ชันต่างๆ เข้ากับวงจรรวมเป็นวิธีการบรรลุเป้าหมายเหล่านี้ บริษัทเซมิคอนดักเตอร์จะต้องทำงานอย่างใกล้ชิดกับลูกค้าอุปกรณ์สถานีฐานของตนเพื่อผลิตเครื่องรับส่งสัญญาณ RF ที่มีการบูรณาการสูง ห่วงโซ่สัญญาณที่ได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพ และอุปกรณ์จ่ายไฟ เพื่อรองรับการพัฒนาเทคโนโลยี 5G อย่างต่อเนื่อง

ข้อมูลในอดีตล่าสุดของอุตสาหกรรมการสื่อสารแสดงให้เห็นว่าวงจรของการอัพเกรดไปสู่เทคโนโลยีรุ่นต่อไปคือ 10 ปี ความเร็วที่ 5G นำมาใช้นั้นคล้ายคลึงกัน ตามมาด้วยความคาดหวังถึงการเติบโตสูงสุด

5G พร้อมที่จะเติมพลังใหม่ให้กับแนวคิดของโลกที่เชื่อมต่อกันผ่านโครงสร้างพื้นฐานใหม่ อุปกรณ์ใหม่ และกรณีการใช้งานใหม่ ด้วยความจุสูงและค่าหน่วงเวลาต่ำ 5G จะเปลี่ยนการติดต่อระหว่างผู้คนและอุปกรณ์โดยสิ้นเชิง

จากระดับองค์กร 5G อาจเปลี่ยนแปลงได้มากกว่าและสามารถบรรลุบริการที่สำคัญต่อภารกิจซึ่งคาดว่าจะเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมทั้งหมดไปโดยสิ้นเชิง ในยุค 5G ที่แท้จริง เทคโนโลยีเครื่องจักรต่อเครื่องจักร เซ็นเซอร์พลังงานต่ำ การจัดการการเคลื่อนไหว อุปกรณ์ระยะไกล/การตรวจสอบสินทรัพย์ และกริดอัจฉริยะ จะกลายเป็นโรงงานในอนาคตทั้งหมด

ด้านอื่นๆ ของ 5G จะได้รับการปรับปรุงเมื่อมีการเปิดใช้งานคลื่นความถี่ที่สูงขึ้นในรุ่นที่ 16 เครือข่ายตาข่ายคลื่นมิลลิเมตรสามารถใช้เพื่อรับส่งสัญญาณ backhaul ของสถานีฐานเซลลูล่าร์ขนาดเล็กที่มีต้นทุนต่ำในเขตเมืองที่มีประชากรหนาแน่น เครือข่ายเหล่านี้ยังสามารถใช้ได้กับศูนย์บริการหรือระบบการสื่อสารทุกอย่างที่เชื่อมต่อกับรถ ซึ่งทำให้เทคโนโลยีนี้เป็นแรงผลักดันสำคัญสำหรับการขับขี่แบบอัตโนมัติ เนื่องจากยานพาหนะจำเป็นต้องสื่อสารกับยานพาหนะ สัญญาณไฟจราจร และข้อมูลแผนที่ดิจิทัลล่าสุด

5G อาจเป็นเครือข่ายที่มุ่งเน้นอนาคต แต่รวมเอาการทำงานหนักของวิศวกรในปัจจุบัน และจะทำให้โลกที่เราอาศัยอยู่น่าอยู่ขึ้นอย่างแน่นอน