5G無線電網絡的廣泛采用將深刻影響著我們個人和職業(yè)生活的方方方面。通過重新設計今天的傳統通信基礎設施，5G影響在消費電子應用、數字醫(yī)療、智慧城市和交通運輸方面將比4G/LTE更深遠。在5G無線電網絡重塑的所有商業(yè)領域中，毫無疑問，工業(yè)自動化或工業(yè)4.0的轉型最大。

根據IHS Markit1，即使5G開始在全球部署，工業(yè)和工廠環(huán)境中的網絡基礎設施仍然主要是有線的。工業(yè)以太網提供速度和可靠連接的優(yōu)勢，但在物理靈活性和帶寬方面受限。

智能工廠要繼續(xù)變得更智能，有線網絡必不可少。然而，從有線網絡轉變?yōu)闊o線網絡是一項復雜的升級。每個工業(yè)客戶都有一組獨特的環(huán)境（從文化素質到財務狀況再到對創(chuàng)新的欲望），會動搖組織進行重大無線升級的能力。

5G網絡的經濟機會

無線電領域的重大轉變

這種重大轉變的核心技術就是無線電。5G無線電網絡標志著與4G和早期無線網絡架構的根本偏離。4G網絡建設非常嚴格，通常包括宏基站和不靈活的核心網絡，該網絡主要使用專有硬件。它們還采用傳統的傳輸模式，即RF信號會輻射到一個扇區(qū)內的所有用戶。

嚴格建設的4G網絡的當前狀態(tài)。

相比之下，5G網絡集成的無線電數量數倍于4G網絡能夠支持的無線電數量，利用可以針對特定用戶和地點的先進波束成型技術，從而使頻譜效率提高了5倍。當然，在尺寸和功耗不相應增加的情況下提高無線電密度意味著復雜性更高。

更多的無線電一方面帶來更多的復雜性，另一方面帶來了更多機會。

巨大的變化伴隨vRAN而來

ADI實現的基本變化之一是從專有的固定無線電接入網絡(RAN)轉變?yōu)樘摂MRAN (vRAN)。這標志著5G硬件從物理專用硬件進化至軟件定義替代方案，其中大部分網絡運營和管理都在云端處理。這將導致行業(yè)通過分解硬件元件（包括無線電、數字和中央單元以及核心網絡）來構建和部署5G基站的方式發(fā)生巨變。

vRAN模型的優(yōu)勢是它支持全新的新興使用案例。此優(yōu)勢通過引入網絡切片來實現，在網絡切片中，可以根據您的具體應用調整極有針對性的頻譜使用，以滿足不同的應用和用戶需求。

適合5G無線電網絡的更高效切分

沿網絡進行切分的中短期主要向量：

1.增強移動寬帶(eMBB)

傳統的無線網絡將提供保證吞吐量、更高帶寬和更大的容量下載，適用于手機中的超高清(UHD)視頻流傳輸。

2.大規(guī)模機器類通信(mMTC)

為智能手機以及智能家居和智慧城市使用案例中的數百萬設備提供大規(guī)模機器對機器連接。

3.超高可靠性+超低延遲(URLLC)

用于無人機、自動駕駛車輛和工業(yè)機器人等安全關鍵型應用。

工業(yè)4.0的未來將在某種程度上依賴這些5G實例。根據負載條件和其他因素動態(tài)分配資源，工廠車間操作員將有權管理切分網絡的方式和地點。

克服5G無線電網絡普及道路上的障礙

工業(yè)5G的早期采用者將是港口、機場和物流中心，隨后是工廠和倉庫、交通、建筑、公用事業(yè)和采礦。5G技術的快速發(fā)展將創(chuàng)造增強連接環(huán)境，其中人與機器人可以在安全、可靠和經濟高效的環(huán)境中共存。由此帶來的成本節(jié)約、可靠性和制造效率將為所需的投資奠定基礎，以便在全球多個工廠環(huán)境中開發(fā)和部署高度安全的5G無線網絡。

盡管5G無線電網絡的增長勢頭強勁，但該行業(yè)仍需克服一系列挑戰(zhàn)才能實現這些目標。第一個挑戰(zhàn)是領先移動運營商缺乏明確的市場推廣策略。據估計，在涉及工業(yè)制造商的已知交易中，超過70%的交易不包括電信供應商。第二個問題是電信和管理服務提供商(MSP)之間的系統集成差距，可能會減緩制造商早期采用5G專用網絡的速度。相關可擴展問題是MSP難以從他們的網絡運營中心中獲得支持。最后，完整服務整合所需的工程、采購和施工服務明顯不足。

通過ADI生態(tài)系統助推5G無線電網絡采用

那么，我們如何實現5G工業(yè)網絡從準備狀態(tài)到全面采用所需的規(guī)模和成本效率? 從ADI的角度來看，通過芯片和IP級別的合作，我們已是大型生態(tài)系統的一部分。我們與許多標準組織和工作組合作，同時積極參與合同制造商、5G系統集成商和電信運營商活動。

通過這些合作，我們簡化了RF和無線電設計，減少或摒棄昂貴的FPGA，克服了尺寸、重量、功率(SWaP)和成本要求方面的嚴峻挑戰(zhàn)。無論哪種外形尺寸——小型蜂窩、宏蜂窩、MIMO、單頻段、雙頻段、三頻段和其他無線電變體，我們都可通過開發(fā)大規(guī)模快速交付的通用硬件和軟件平臺來縮短上市時間。

5G無線電網絡及其整合和互操作性還有巨大的挖掘潛力。然而，要充分挖掘這種潛力，我們需要培養(yǎng)生態(tài)系統，共享生態(tài)系統各方愿景，攜手迎接工程和業(yè)務挑戰(zhàn)。

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1IHS經濟和IHS技術?！?G經濟：5G技術如何為全球經濟做出貢獻?！?br /> IHS Markit. https://cdn.ihs.com/www/pdf/IHS-Technology-5G-Economic-Impact-Study.pdf。

2“專用5G網絡市場規(guī)模截止2028年價值130.92億美元 | CAGR：40.9%?！盤olaris Market，2021年6月14日。
https://www.polarismarketresearch.com/press-releases/private-5g-network-market。

3“5G經濟?！盜HS Markit。

Joe Barry,無線通信副總裁ADI公司