大众谈论5G已久，第一批5G网路也已经完成并进行了初期测试。但5G将会提供哪些实际好处呢？蜂巢基础设施将如何改变？LTE将会如何？现在所有的设计都需要直接移植到5G吗？


为了确定企业是否应该採用5G、以及何时採用是适当时机，我们有必要确认一下5G的三个关键部分。它们针对不同的应用，进行了相应的改善：首先是增强型行动宽频（eMBB），它具有高达20Gbit/s的资料传输速率，专为数位生活方式应用以及高解析度视讯、虚拟实境（VR）和扩增实境（AR）等高频宽应用量身订作，高资料速率允许超快载入网站和实现不间断的视讯内容串流。


其次是大规模机器类型通讯（mMTC），由于MTC设备的连接密度非常高，所以可在城市环境中的任何地方提供稳定的网路覆盖。在5G发展的最后阶段，每平方公里将支持100万个这样的连接，允许众多设备同时间在同一个无缐社区中发送和接收资料，而不会相互干扰，使人们在聚集欢庆节日或在体育场观看比赛时，不会再遇到连接问题。


第三是超可靠低延迟通讯（uRLLC），它提供低于1ms的延迟，适合对可靠性要求极高的时间关键型应用。这对于实现自动驾驶、车到车和车到万物的初始通讯极为重要，更不用说基于云端的预测性维护了。


全新的5G基础设施

首批基于3GPP Release 15标准的eMBB 5G产品已经上市，但大多数还无法提供20 Gbit/s的目标资料速率。现有的LTE/ 6GHz以下频段（频段范围1，FR1）通常无法为此用途提供足够的频宽，因此5G应用需要新频段，即从24到100 GHz（FR2频段）的毫米波（mmWave）超高频段。


这需要全新的行动通讯基础设施，因为一座LTE无缐电塔可覆盖其周围几平方公里的区域，但毫米波讯号仅可支援最大一公里的范围，而且这不像LTE讯号那样是全方位围绕四周，而是只在一个方向。


即便如此，许多企业已经启动了5G eMBB项目，在5G n78频段（3.3至3.8 GHz）允许这样做，可以建置私人或企业特定的行动网路，称为园区网路（campus network）。这使得企业能够独立于行动通讯服务提供者，并且在建立智慧工厂方面先拔头筹。


名符其实的长期演进技术

5G NR（5G New Radio）是新无缐电的空中介面标准，这项标准的导入是否会令现有的LTE设计过时？这种担忧是有道理的，因为许多5G FR1频段与LTE频段互相重叠。但不必担心，动态频谱共享（DSS）这样的技术允许LTE和5G等不同标准共用相同的频段。


5G NR还支援频段内LTE-IoT，这是带有NB-IoT技术的LTE-M，因此「长期演进」LTE技术仍将是名符其实的长期。最新的LTE-M和NB-IoT解决方案已经上市，并符合3GPP Release 14标准要求。这两项技术都在伴随着每次新的3GPP Release版本出现而不断发展，直到它们最终（截至现今的3GPP Release 16）成为5G mMTC。这意味着目前使用LTE-M和NB-IoT通讯技术的LTE-IoT设备仍可在5G NR标准下工作。这对于5G NR使用核心5G网路的独立架构（SA）和非独立架构（NSA）都是如此，非独立式架构需要使用4G/EPC（演进式数据分包核心技术）网路来提供5G NR服务。


因此，现有的LTE和LTE-IoT设计不仅可以在5G下继续接轨运行，而且实际上我们建议开始为mMTC应用开发LTE-M/NB-IoT解决方案，以确保平稳过渡。



图一 : 从4G（LTE-M/NB-IoT）到 5G（mMTC）的技术过渡将是一个平稳过程——这些技术将随着3GPP Release版本的每一次发佈继续发展，直到最终成为5G。（source︰Markt&Technik）
图一 : 从4G（LTE-M/NB-IoT）到 5G（mMTC）的技术过渡将是一个平稳过程——这些技术将随着3GPP Release版本的每一次发佈继续发展，直到最终成为5G。（source︰Markt&Technik）

第一步是合适的电子元件

如果企业想直接跨入5G技术领域，儒卓力已可提供合适的电子元件。对于eMBB实施专案，泰利特（Telit）开发的FN980m 5G/LTE卡是首批支援5G 3GPP Release 15的产品之一，同时支援6GHz以下频段FDD和TDD，以及mmWave、LTE、WCDMA和GNSS。因此5G提供高达5.5Gbit/s的下行速率和高达2.7Gbit/s的上行速率，相比之下，4G仍然仅允许实现2.4Gbit/s下行速率和211Mbit/s上行速率。FN980m 5G/LTE卡具备工业规格标准M.2（NGFF）的产品尺寸，以及–40至+85°C的工作温度范围特性，适用于具有高速传输速率的无缐固定网路接入点、企业路由器和闸道器、室内和室外终端设备（用户端设备CPE）、视讯传输和监控。FN980卡也可作为纯5G/LTE 6GHz以下解决方案提供。


泰利特已将ME310G1模组添加到其xE310系列中，专门用于mMTC应用。支援具有省电模式（PSM）和扩展不连续接收（eDRX）的3GPP Release 14 Cat M1/NB2标准，可实现具有低能耗和更长电池寿命的物联网应用。它非常适合涉及数千或数百万个物联网设备的应用，这些应用不仅需要高能效，而且低成本比高速资料速率更重要，例如医疗设备、健身追踪器、工业感测器、智慧电錶等应用。这款模组拥有最高15dB/20dB的最大耦合损耗（MCL），相比先前的蜂巢LTE标准，该模组还提供了更大的覆盖范围，从而更有效地穿透建筑物。


图三 : ME310G1模组可支援涉及数千或数百万个物联网设备的应用（source︰泰利特）
图三 : ME310G1模组可支援涉及数千或数百万个物联网设备的应用（source︰泰利特）