5G是蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接的下一個前沿，但新一代5G承諾的不僅僅是更快的下載速度和更低的延遲。5G預(yù)計將提供更高的帶寬和更全面的覆蓋，這將為手機以外的連接開辟各種新的用例，從筆記本電腦和手持物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備到汽車和大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。據(jù)行業(yè)預(yù)測，到本世紀20年代中期，隨著不兼容5G網(wǎng)絡(luò)的4G設(shè)備的遷移，5G用戶將增加超過10億。然而，向5G過渡將需要對新的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施進行重大投資。5G架構(gòu)將與之前的實現(xiàn)發(fā)生重大變化。推動這些變化的是第四代5G演進而來的一些關(guān)鍵特征。我們將回顧這些關(guān)鍵特征，然后看看這些特征將如何影響典型5G系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)，并探討不同級別數(shù)據(jù)平臺的實現(xiàn)選項，然后確定典型的實現(xiàn)選項。另外，還將詳細研究一個中端數(shù)據(jù)平臺的例子，以確定關(guān)鍵的設(shè)計選擇和權(quán)衡。
5G特性驅(qū)動實施架構(gòu)低頻段5G基站的運行頻率范圍與4G手機類似(從600MHz到850MHz，并提供類似的范圍和下載速度(30Mbit/s到250Mbit/s)。因此，低頻段5G在世界許多地區(qū)已經(jīng)被淘汰。5G中頻發(fā)射塔采用大約2.5GHz到3.7GHz之間的微波，顯著提高了下載速度到100Mbit/s- 900mbit /s范圍，同時擴大了幾英里的覆蓋范圍。中頻段5G發(fā)射塔已經(jīng)成為大城市和其他人口密集地區(qū)的標準，并可能很快成為全球標準。高頻段5G目前運行在25GHz-39GHz范圍內(nèi)，下載速度與有線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類似，約為1Gbps。然而，高頻段5G也有局限性。25GHz-39GHz范圍是毫米波(mmW)波段的低端。毫米波的覆蓋范圍比微波更有限，這意味著高頻段5G將需要更多更小的基站來覆蓋與中頻段5G相同的區(qū)域。
另外，墻壁或家用電器等物理障礙也可能限制5G高頻段連接。毫米波也不能很好地處理固體物體。高頻段5G技術(shù)的成本也比低頻技術(shù)高得多。因此，在不久的將來，高頻段5G可能會局限于音樂會場館和體育場等相對開放的大型設(shè)施。
5G數(shù)據(jù)平臺金字塔在確定具體實施的5G層次級別時，必須考慮覆蓋范圍、所需的下載速度和成本效率等因素。5G分布式數(shù)據(jù)平臺將數(shù)據(jù)處理、存儲和通信置于不同的架構(gòu)層次，以優(yōu)化成本、功耗、網(wǎng)絡(luò)性能、操作距離和用戶特性。最靠近網(wǎng)絡(luò)邊緣的是小型的微型平臺，它們在建筑物或設(shè)施內(nèi)覆蓋很小的距離(幾十米)。常見的例子包括建筑自動化、安全、工廠樓層模塊監(jiān)控和控制。在邊緣設(shè)備之上的層次是聚合平臺，將所有邊緣設(shè)備縫合在一起，并在大約100M的距離上鞏固和優(yōu)化數(shù)據(jù)流量。這些設(shè)備通常位于建筑物或小型校園層面，可以分析、過濾、組合和優(yōu)先考慮通信，有時還會與人工智能(AI)結(jié)合。中間平臺位于大規(guī)模中央數(shù)據(jù)中心(核心)之下，以提供更快的響應(yīng)。這些響應(yīng)通常是由核心選擇并定期更新的基于算法的。這些平臺為靠近邊緣的平臺提供了所需的實時控制。來自這些平臺的數(shù)據(jù)分析和跟蹤可以為平臺提供商提供價值和新的收入流。從預(yù)測性維護、材料跟蹤和路由、系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)流量負載平衡等操作中節(jié)省的成本可以回饋給用戶(可能收取訂閱費或節(jié)省的百分比)。
大數(shù)據(jù)運營運行在核心數(shù)據(jù)中心平臺上。這些海量數(shù)據(jù)處理和存儲設(shè)施保存了多年的歷史操作和復(fù)雜的機器學習算法，這些算法提供了優(yōu)化過濾器和過程，為快速響應(yīng)編程中間平臺并為客戶增加價值。評估不同類型的數(shù)據(jù)中心平臺
在5G層次結(jié)構(gòu)的每一層，設(shè)計師都會遇到不同的需求和權(quán)衡:
小型平臺是系統(tǒng)中成本、占地面積和功率受限制最大的部分。它們需要易于安裝，并且需要一個適中的生命周期，因為每個聚合平臺都需要多個。這里可以使用基于mcu的實現(xiàn)，因為它們成本低、功耗低、占用空間小，同時在靈活性和處理能力方面做出了一些較小的犧牲。聚合平臺需要極大的靈活性、處理能力、中間存儲和安全性?；诂F(xiàn)場可編程門陣列的實現(xiàn)可以提供最大程度的靈活性和處理能力，因為底層硬件可以根據(jù)新的協(xié)議、新的AI算法或客戶的新價值增加的需要重新編程。FPGA 還可以輕松擴展，允許供應(yīng)商以不同的價格和價值點創(chuàng)建具有不同靈活性和處理能力水平的不同產(chǎn)品層。中間平臺需要最高水平的原始處理能力、安全性和靈活性。成本、電力消耗和足跡是可以接受的犧牲。在這個層次上，內(nèi)存保護單元(用于普通操作的原始處理能力)和FPGA(用于靈活性和適應(yīng)性)的混合組合將是最佳的實現(xiàn)方法。FPGA甚至可以根據(jù)需要實時重新編程，以響應(yīng)對視頻處理、加密、解密、搜索和過濾等重要功能日益增長的需求。人工智能算法甚至可以通過分析在入住率、交通模式、天氣等關(guān)鍵指標中找到的線索來預(yù)測這種需求。聚合平臺是如何工作的讓我們看看一個中端功能聚合平臺，看看關(guān)鍵功能是如何在設(shè)備中實現(xiàn)的。利用FPGA和片上微控制器允許設(shè)備從MCU開始操作，為啟動和安全更新提供一個已知的安全起點。此信任根使用可靠且受保護的加密、解密和安全密鑰存儲操作，以阻止黑客和病毒接管系統(tǒng)。該MCU還可以處理標準操作，如通信、分組處理、視頻處理、壓縮和存儲效率。片上FPGA硬件可以用于不太常見但處理功率高的操作，以保持MCU騰出時間進行必須及時完成的常見操作。FPGA可以用于數(shù)字濾波、圖像處理、圖像識別和類似的特殊操作，也許可以與AI和機器學習算法結(jié)合起來，在需要的基礎(chǔ)上預(yù)測和編程硬件。隨著時間的推移，可以從中間平臺和核心平臺識別、創(chuàng)建和下載新的算法，進一步優(yōu)化性能，為平臺提供商創(chuàng)造新的收入流，并為客戶節(jié)省成本。5G將意味著云、核心和邊緣的融合。但是，重要的是，每個組件都要運行在正確類型的基礎(chǔ)設(shè)施上，或者能夠訪問正確類型的基礎(chǔ)設(shè)施。核心總是需要的，即使是5G邊緣計算的重要性，但隨著5G連接的激增和支持5G的設(shè)備數(shù)量的持續(xù)增長，對這些設(shè)備的中小型分布式數(shù)據(jù)中心平臺的需求也會增加。從核心到邊緣的計算將是5g世界的標志。這將是一個恒溫器、冰箱、飛機、火車和汽車都和手機一樣連接到同一個蜂窩網(wǎng)絡(luò)的世界。
- 萬通發(fā)展：終止收購索爾思光電60.16%股份
- 聯(lián)特科技預(yù)計2024年凈利潤同比增長220.96%—334.25%
- 有方科技預(yù)計2024年凈利潤同比增長365.41%
- 800G和400G高端光模塊銷售大增 中際旭創(chuàng)2024年凈利潤增長111.64%—166.85%
- 亞信安全：預(yù)計2024年實現(xiàn)扭虧為盈
- Arm發(fā)布芯粒系統(tǒng)架構(gòu)首個公開規(guī)范，加速芯片技術(shù)演進
- 中國鐵塔擬新購一套應(yīng)急無人直升機空中基站
- 427780臺 中國鐵塔啟動智能維護攝像機產(chǎn)品集中招標
- 規(guī)模267904臺 中國鐵塔啟動2025年自研邊緣網(wǎng)關(guān)合作伙伴招標
- 國家數(shù)據(jù)局聲明：未授權(quán)任何“數(shù)據(jù)要素×”相關(guān)有償活動
免責聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準確性及可靠性，讀者在使用前請進一步核實，并對任何自主決定的行為負責。本網(wǎng)站對有關(guān)資料所引致的錯誤、不確或遺漏，概不負任何法律責任。任何單位或個人認為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識產(chǎn)權(quán)或存在不實內(nèi)容時，應(yīng)及時向本網(wǎng)站提出書面權(quán)利通知或不實情況說明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細侵權(quán)或不實情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開相關(guān)鏈接。
