5G標準持續演進

開展新形態應用

5G網絡正在全球各地如火如荼地推展中，但其技術標準仍在持續演進，以支持更多不同型態的應用模式，像是遠程醫療、自動駕駛等應用，都有賴于具備高帶寬、低延遲的5G網絡來實現。本文將為您介紹5G網絡的最新發展，以及ADI、Murata、Molex、onsemi等供應商的解決方案。

高數據速率、低延遲的5G網絡

5G的全稱為第五代行動通信技術（5th generation mobile networks），是由3GPP組織所定義的最新一代行動通信技術，為4G（LTE-A、WiMAX-A、LTE）系統后續的演進。5G的效能目標是高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接。

5G標準是從3GPP第15版（2018年第2季度）引入的，目前已經演進到最新的第17版（2022年第3季度）。5G早期專注于eMBB、URLLC和mMTC應用領域，到現在5G也轉向多元化的實際應用，如RedCap或NR lite、NTN衛星和機載設備。3GPP預計2025年左右商用3GPP第18版18（5G - Advanced）標準，預計實現提供20Gbps的下行速率與10Gbps的上行速率。

跟前幾代技術類似，5G網絡屬于蜂巢網，它將服務地區根據地理位置分成一個個更小的蜂巢。蜂巢里的5G無線設備使用無線電波，通過蜂巢里的本地天線來連接互聯網和電話網。

5G除了為手機或平板提供更大的帶寬以滿足連接上網需求，也將因應智能家庭、智能城市或是智能工廠等服務的推行，整合現有用戶導向無線網絡架構，提供大量量測儀器設備與各類附屬傳感器產品通過5G連接上網。

新標準與新技術滿足不同應用的需求

當前的5G網絡發展，有幾項最重要的應用技術，包括eMBB、URLLC和mMTC、NTN、RedCap。eMBB全稱為增強型行動寬帶通信（Enhanced Mobile Broadband），主要針對具有高用戶密度的區域，其對于移動性的需求較低，但會需要非常高的數據傳輸量，因此這類用戶的數據傳輸率比廣域覆蓋的用戶還高。

URLLC則是超可靠度和低延遲通信（Ultra-reliable and Low Latency Communications）的縮寫，此種應用對于數據傳輸量，時延和可靠性的要求非常嚴格。例如工業自動化制造或生產過程的無線控制、遠程醫療手術、智能電網配電自動化、運輸安全、無人駕駛等，需要高可靠度（錯誤率低于10-5）且低時間延遲（低于1毫秒）的通信應用。

mMTC則是大規模機器型通信（Massive Machine Type Communications）的縮寫，該應用的特征在于連接大量設備，約每平方公里內有100萬個設備的設備間通信需求，其發送數據量較低且對于傳輸數據延遲有較低需求。此外，此設備須具有非常低的制造成本，且須有很長的電池壽命。

NTN則是指非地面網絡（Non-Terrestrial Networks），用以支持衛星接入功能，為了讓5G提供無處不在的連接，使它也能夠在非陸地區域提供網絡覆蓋，如海上和無地面蜂巢式網絡覆蓋的偏遠地區，用于擴大關鍵用例的網絡覆蓋范圍，如全球資產追蹤（例如海上集裝箱或蜂巢式網絡覆蓋范圍之外的其它終端）。

RedCap（Reduced Capability）則是3GPP在5G R17階段，專門立項研究的一種新技術標準，它此前的名字就是NR light（NR lite），就是一種輕量級的5G網絡。RedCap支持三大業務場景，分別是可穿戴設備、工業傳感器和視頻監控。根據預測，RedCap的模塊價格將遠低于目前的5G模塊，但是會比NB-IoT模塊高。

提供客戶完整的5G應用產品與專業知識

針對5G應用，眾多電子零件供應商也推出多種產品來加以因應。以ADI為例，它推出了支持24 GHz至48.2 GHz的5G毫米波射頻前端IC，通過在提供高集成度的同時優化功耗、帶寬和性能，打破了窄帶供應商模式。此外，結合ADI深厚的射頻行業專業知識和豐富的射頻產品，可幫助客戶開啟整個無線頻譜范圍，以及隨之而來的極低延遲通信發展機遇。

另一方面，ADI 也推出 RadioVerse 技術和設計生態系統，集成了收發器技術、可靠的開發環境，以及特定市場的技術專業知識，這些都促使新射頻設計由概念快速變成現實。若您對更多 ADI 的 5G 解決方案有興趣，請參考以下網站：https://www.analog.com/en/applications/technology/5g.html。

Murata也針對5G生態系統擴展毫米波、熱管理、優化器件面積和延長電池壽命等元器件級方面的布署。像是陶瓷電容器（適用于射頻電路設計中的低ESR）、用于緊湊尺寸設計的小尺寸電感器、用于復雜EMI問題的鐵氧體磁珠解決方案，以及SAW濾波器可適用于衛星應用中的新無線電波段。

此外，Murata 也針對 5G 應用的微型化、低延遲、電池壽命、溫度管理、移動性、5G 區域網絡、關鍵任務系統、海量物聯網、eMBB、組件技術都有專業的解決方案。請參考 Murata 的網站以獲得更多 5G 解決方案的信息：https://article.murata.com/en-us/series/5g-technology。

產品與射頻制造知識加速系統開發速度

Molex多年與移動設備、網絡基礎設施、汽車連接、射頻和其他市場領先企業的合作經驗，可幫助客戶抓住5G機遇并克服障礙。Molex可提供產品和射頻系統制造專業知識，使設計人員能夠創建適合大規模生產的5G產品。將5G功能設計到設備中，不僅涉及選擇最合適的5G組件，還需要熟練地正確整合敏感的射頻天線和連接器。

Molex 的射頻團隊在 5G 研發方面投入了大量資金，專注于新設計，利用最先進的制造設備和技術，并使用新的更高頻率的射頻測試室來推進制造。Molex 還與設備制造商合作并提供支持，幫助他們將 5G 天線和相關組件集成到他們的下一代產品中。請參考以下網址，以獲得更多關于 Molex 在 5G 解決方案上的信息：https://www.molex.com/molex/industry/5g_technology/5g。

5G將賦能世界以許多新的方式聯接和分享新的體驗，安森美（onsemi）提供了龐大的產品陣容和創新技術，持續幫助客戶找到解決方案，推動設計的開發速度。安森美的產品相當廣泛，包括應用于電源管理的DC-DC電源轉換、AC-DC電源轉換、MOSFET、門極驅動器、整流器、低壓降穩壓器（LDO），以及用于無線聯接的WiFi方案、無線射頻收發器、EEPROM存儲器等，將可滿足客戶在5G產品設計上的各種需求。

此外，安森美也有各種規格的 CMOS 圖像傳感器，像是 AR1335 便非常適合 5G eMBB 應用，例如可進行強大的 4K 串流、一千萬圖素的圖像拍攝，可用于監控世界上的各個角落。關于安森美更多的產品信息，請參考以下的網址：https://www.onsemi.com/products/5g-enterprise。

結語

5G網絡已經成為當前推動物聯網、工業4.0、自動駕駛等應用的關鍵技術，隨著世界各國積極布建5G網絡，無論是企業還是個人都對5G應用相關解決方案與服務的需求日益殷切，市場發展潛力極為驚人。本文僅能概括性的介紹幾家5G解決方案供應商的產品，有興趣深入了解更多產品的讀者，歡迎到各家廠商的網站上了解更多的信息，或直接與艾睿電子聯絡以獲得最全面的服務。