2021年,中国5G+AIoT取得了长足的发展。根据工业和信息化部统计显示,截止2021年底,我国累计建成并开通的5G基站已达142.5万个,5G基站总量占全球的60%以上。另一方面,随着《5G应用“扬帆”行动计划》的印发,中国5G建设的重点从网络覆盖转向了深度赋能,标志着5G将深入千行百业的数字化转型过程中。
在2022年伊始,5G+AIoT又将背负新的历史使命,再出发!“全国一体化大数据中心体系”已然完成总体布局设计,“东数西算”工程即将全面启动。作为我国数字化建设中的“南水北调”和“西气东输”工程,“东数西算”意义不言而喻。通信技术作为“东数西算”中运载数据的通道,责任也自然十分重大。通信基础设施必将在新一轮建设中迎来全面升级,并释放巨大潜力。
首先来看5G毫米波技术。毫米波频谱范围在24GHz以上,相比Sub-6 GHz频段最大100MHz的频宽,前者将这一“通道”拓宽到了200MHz-1000MHz。就好比将原来的4车道改成了16车道,大大增加了容纳车辆通过的数量。除此外,毫米波还有两个让业界难以拒绝的优势——更低时延和高精定位。
得益于子载波间隔方面的优势,5G毫米波的空口时延仅1ms,往返时延为4ms,时延仅为Sub-6 GHz的四分之一。而且由于毫米波波长较短,因此其定位精度也能达到厘米级甚至更低。这些优势对于人员高密集、时延要求较高以及定位精度要求较高的场景简直如同“天降甘霖”。
比如在举办冬奥会开幕式和闭幕式的国家体育馆,5G毫米波就能保障场馆内数万人的通信需要,同时还能兼顾现场的实时超高清传播。除此之外,5G毫米波在交通枢纽、工业互联网等低时延场景下也将大有作为,比如自动驾驶,既需要低时延又需要高精度定位才能实现。
大量的工业应用需要高精度定位技术发挥强大功能,比如工业AGV、资产追踪等。常用于室内通信的4G基站定位和WiFi定位精度一般较低,通常为3-10米。这样的定位精度对于工业物联网应用还远远不够。为此,5G在R16版本中增加了定位功能,其利用MIMO多波束特性,定义了基于蜂窝小区的信号往返时间(RTT)、信号到达时间差(TDOA)、到达角测量法(AoA)、离开角测量法(AoD)等室内定位技术,大大提高室内定位精度。5G可将载波拓展至毫米波频段,由于毫米波波长较短,因此其定位精度能达到厘米级甚至更低。
除毫米波外,5G LAN技术也不可忽视。从名称可见,5G LAN是一种基于5G互联的局域网或者专网。对于有线以及多种网络部署的工厂、园区等场景,5G LAN通过一张网就能实现所有设备的随时随地接入。并且,5G LAN在用简单组网降低网络部署成本、提高网络保障的同时,还能提供更高安全性和私密性,这对很多“数据不出厂”的企业大有裨益。
另外还有5G+TSN。许多消费者对于1ms延时、1微秒抖动和99.9999%的可靠性可能并没有直观感受,但在特定行业应用场景下,这些在旁人看来“干巴巴”的数据就异常关键。比如道路上行驶的自动驾驶汽车、工厂里精密的工业控制、相隔千里的远程手术、物流中高度协同的AGV小车、精益求精的新型电网,都需要高精度授时网络才能保证。
5G网络切片同样值得一提。“切片”是实现5G一张网连接万物的关键,通过对不同场景特点和需求的提取,进而采用精细化的手段,“因地制宜”地提供不同的时延、宽带、计费方式等服务,从而降低网络覆盖成本,并提高连接效率。
最后,RedCap是R17标准多项演进中最值得关注的一项。RedCap本质是基于5G网络的裁剪,如今也被视作一项填补5G覆盖空白的技术。一方面,RedCap补充了5G中速率场景的连接,满足了智能可穿戴、工业无线传感网和视频监控三大场景对速率、成本、功耗等方面的需求;另一方面,RedCap基于“轻量化”设计,从成本价格上打开了5G物联网市场,促成了5G的多样化发展。
可见,5G+AIoT关键性能技术,正在为万物互联的数智世界奠定坚实的通信基础,加持“东数西算”工程,助力建设大量的联接力和算力基础。当然,在此之前如何保障5G+AIoT关键性能技术的潜力全部释放也是重中之重。
5G+AIoT构筑的万物互联的数智世界,是对数据采集、通信网络和强力计算的极致追求。其中,数据采集作为物联网最基础的一环,是充分释放5G+AIoT能力的关键。
首先,真正的物联网编织的数智世界始于数据采集。终端传感器作为物联网的神经末梢,负责将采集到的海量IoT数据通过通信网络上传到云端;而云端会基于收集上报的海量IoT数据作出分析处理,构建合理算法模型,并下达指令;最后还是通过终端传达到智能设备,进而实现最终的消息下发和控制,反哺生产、生活的智能化。
其次,在任何物联网应用中,数据采集都是紧紧靠在用户侧一方的。数智世界中千行百业各有差别,因此也就造就了不同场景、不同业务下对于终端产品的不同诉求,正是如此,就需要上游产业不断在端侧进行打磨,用更多样化、性能更优、性价比更高的产品,满足源源不断的市场需求。
由此可见,5G+AIoT关键性能技术是否能充分释放,不仅需要考虑网络侧的部署和技术迭代,同时还需要将这一重任下沉到端侧玩家手中。而在端侧,模组作为连接芯片和产业的“桥梁”,在5G+AIoT关键性能释放的过程中起到了关键性的作用。
无线模组有其自身的技术高地。无线模组不仅仅是把基带芯片、射频芯片、存储芯片、电容电阻等各类元器件集成到一块电路板上,提供标准的接口,还需要重新设计与集成,同时支持5G毫米波、5G LAN、RedCap、5G+TSN以及5G网络切片等各种5G关键性能技术。下游的终端厂商在没有通信专家的帮助下,很难实现新技术的集成和应用。而模组厂商则可以利用自己“通信专家”的身份,帮助终端厂商快速开发出行业适用的数字产品。
比如5G毫米波因低时延、大带宽、高精度定位以及精巧化体积等优势而备受业界青睐,但由于其所处频段的原因,在终端产业链的射频器件、天线部分也出现了难题,比如在集成度、性能、功耗、散热、灵敏度等关键技术上带来的挑战。
对此,模组厂商不仅需要在工艺上不断更迭和积累,还需要时刻关注5G新技术而提前做好技术储备。Z6尊龙凯时作为全球领先的物联网无线通信模组解决方案供应商,多年来始终时刻关注最新通信技术,并做好5G+AIoT关键性能技术的储备。
早在2020年5G商用仅一年后,国内尚未开始针对5G毫米波进行部署时,Z6尊龙凯时已经将毫米波产品列入重点规划开发计划当中。
Z6尊龙凯时5G Sub-6 GHz模组FM160系列也是首款完全取得ANATEL认证的R16模组,其最大的亮点就是对5G LAN、高精度定位、5G+TSN时间敏感网络等5G关键技术特性的支持,对工业互联网、智慧电力、智慧医疗、车联网等对低时延、可靠性、大带宽需求较强的行业提供了高效有力的应用支持。
此前,Z6尊龙凯时还推出了基于高通®QCM6490物联网解决方案设计的5G智能模组SC171系列,集成高性能图形引擎,并可对数据进行高效计算与处理,具备强大的AI能力。
而针对于在R17中才会诞生的5G RedCap,Z6尊龙凯时也已进行了超前的部署。去年,Z6尊龙凯时就率先在5G RedCap方面发力,提前启动了RedCap行业标准的研究,并将产品研发和R17标准对接,以在未来第一时间满足市场所需。