अगली पीढ़ी की वायरलेस तकनीक चुनौतियों से भरी है, लेकिन इसने गति को धीमा नहीं किया है।
यह तकनीक बहुत उच्च डेटा दरों, 4G LTE की तुलना में बहुत कम विलंबता, और प्रति सेल साइट में बहुत अधिक डिवाइस घनत्व को संभालने की क्षमता का दावा करती है।संक्षेप में, यह ऑटोमोटिव सेंसर, IoT उपकरणों और, तेजी से, अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा उत्पन्न डेटा की बाढ़ को संभालने के लिए सबसे अच्छी तकनीक है।
इस तकनीक के पीछे की प्रेरक शक्ति एक नया एयर इंटरफेस है जो मोबाइल नेटवर्क ऑपरेटरों को समान स्पेक्ट्रम आवंटन के साथ अधिक दक्षता हासिल करने में सक्षम बनाएगी।नया नेटवर्क पदानुक्रम आपको विशिष्ट ट्रैफ़िक आवश्यकताओं के आधार पर कई प्रकार के ट्रैफ़िक को गतिशील रूप से आवंटित करने की अनुमति देकर खंडित 5G नेटवर्क के साथ काम करना आसान बना देगा।
"यह बैंडविड्थ और विलंबता के बारे में है," कैडेंस के कस्टम आईसी और पीसीबी समूह में आरएफ समाधान वास्तुकार माइकल थॉम्पसन ने कहा।"मैं कितनी तेजी से बड़ी मात्रा में डेटा प्राप्त कर सकता हूं?एक अन्य लाभ यह है कि यह एक गतिशील प्रणाली है, इसलिए यह मुझे एक पूरे चैनल या कई बैंडविड्थ चैनलों को बांधने की परेशानी से बचाता है।यह आवेदन के आधार पर मांग पर थ्रूपुट के समान है।यह क्या है।इस प्रकार, यह पिछली पीढ़ी के मानक से अधिक लचीला है।इसके अलावा, इसकी क्षमता बहुत अधिक है।
यह रोजमर्रा की जिंदगी में, खेल आयोजनों में, उद्योग में और परिवहन में नई एप्लिकेशन संभावनाओं को खोलता है।थॉम्पसन ने कहा, "अगर मैं विमान में पर्याप्त सेंसर लगाता हूं, तो मैं इसे नियंत्रित कर सकता हूं, और मशीन लर्निंग जैसे एप्लिकेशन के साथ, यह समझना शुरू हो जाएगा कि कब किसी पुर्जे, सिस्टम या प्रक्रिया को मरम्मत या बदलने की जरूरत है।""तो देश के माध्यम से एक विमान उड़ान भर रहा है और यह लागार्डिया में उतरने वाला है।रुको, कोई आकर इसकी जगह लेगा।यह बहुत बड़े अर्थमूविंग इक्विपमेंट और माइनिंग इक्विपमेंट के लिए जाता है जहां सिस्टम खुद की देखभाल करता है।आप इन मल्टी-मिलियन डॉलर यूनिट उपकरणों को क्रैश होने से बचाना चाहते हैं, ताकि वे वहां बैठे पुर्जे भेजे जाने की प्रतीक्षा न करें। आपको एक ही समय में इन हजारों इकाइयों से डेटा प्राप्त होगा। इसमें बहुत अधिक बैंडविड्थ लगता है। और जानकारी जल्दी प्राप्त करने के लिए कम विलंबता। अगर आपको घूमने और कुछ वापस भेजने की ज़रूरत है, तो आप इसे बहुत जल्दी भेज सकते हैं।
एक तकनीक, कई कार्यान्वयन 5G शब्द का उपयोग इन दिनों कई तरह से किया जाता है।अपने सबसे सामान्य रूप में, यह सेलुलर वायरलेस तकनीक का एक विकास है जो नई सेवाओं को एक मानक एयर इंटरफेस पर प्रबंधित करने की अनुमति देगा, आर्म के बुनियादी ढांचे के कारोबार के लिए वायरलेस मार्केटिंग के निदेशक कॉलिन अलेक्जेंडर ने समझाया।"नई उच्च क्षमता, कम विलंबता उपयोग मामलों के लिए 26 से 60 गीगाहर्ट्ज तक लंबी दूरी, उपनगरीय और व्यापक कवरेज, और मिलीमीटर-लहर यातायात पर उप -1 गीगाहर्ट्ज से यातायात ले जाने के लिए कई मौजूदा और नई आवृत्तियों को आवंटित किया जाएगा।"
नेक्स्ट जेनरेशन मोबाइल नेटवर्क एलायंस (एनजीएमएन) और अन्य ने एक संकेतन विकसित किया है जो त्रिकोण के तीन बिंदुओं पर उपयोग के मामलों को दर्शाता है - एक कोना उन्नत मोबाइल ब्रॉडबैंड के लिए, दूसरा अति-विश्वसनीय कम-विलंबता संचार (URLLC) के लिए।संचार मशीन प्रकार।उनमें से प्रत्येक को अपनी जरूरतों के लिए पूरी तरह से अलग प्रकार के नेटवर्क की आवश्यकता होती है।
"यह 5G के लिए एक और आवश्यकता की ओर जाता है, एक कोर नेटवर्क को परिभाषित करने की आवश्यकता," अलेक्जेंडर ने कहा।"कोर नेटवर्क इन सभी विभिन्न प्रकार के ट्रैफ़िक को प्रभावी ढंग से मापेगा।"
उन्होंने कहा कि मोबाइल नेटवर्क ऑपरेटर क्लाउड में मानक कंप्यूटिंग हार्डवेयर पर चल रहे वर्चुअलाइज्ड और कंटेनरीकृत सॉफ़्टवेयर कार्यान्वयन का उपयोग करके अपने नेटवर्क का सबसे लचीला उन्नयन और विस्तार प्रदान करने के लिए काम कर रहे हैं।
यूआरएलएलसी ट्रैफिक प्रकार के संदर्भ में, इन अनुप्रयोगों को अब क्लाउड से प्रबंधित किया जा सकता है।लेकिन इसके लिए कुछ नियंत्रणों और उपयोगकर्ता कार्यों को नेटवर्क के किनारे, एयर इंटरफेस के करीब ले जाने की आवश्यकता होती है।उदाहरण के लिए, कारखानों में बुद्धिमान रोबोटों पर विचार करें जिन्हें सुरक्षा और दक्षता कारणों से कम विलंबता नेटवर्क की आवश्यकता होती है।अलेक्जेंडर कहते हैं, इसके लिए एज कंप्यूटिंग ब्लॉक की आवश्यकता होगी, प्रत्येक में कंप्यूट, स्टोरेज, एक्सेलेरेशन और मशीन लर्निंग क्षमताएं होंगी, और कुछ नहीं बल्कि सभी V2X और ऑटोमोटिव एप्लिकेशन सेवाओं की समान आवश्यकताएं होंगी।
“ऐसे मामलों में जहां कम विलंबता की आवश्यकता होती है, V2X समाधानों की गणना और संचार करने के लिए प्रसंस्करण को फिर से किनारे पर ले जाया जा सकता है।यदि एप्लिकेशन संसाधन प्रबंधन के बारे में अधिक है, जैसे कि पार्किंग या निर्माता ट्रैकिंग, कंप्यूटिंग बल्क क्लाउड कंप्यूटिंग हो सकती है।डिवाइस पर "," उन्होंने कहा।
5G के लिए डिज़ाइन करना 5G चिप्स डिज़ाइन करने वाले डिज़ाइन इंजीनियरों के लिए, पहेली में कई चलते हुए टुकड़े हैं, जिनमें से प्रत्येक के अपने विचार हैं।उदाहरण के लिए, बेस स्टेशनों पर, मुख्य समस्याओं में से एक बिजली की खपत है।
फ्लेक्स लॉजिक्स के सीईओ ज्योफ टेट ने कहा, "ज्यादातर बेस स्टेशनों को उन्नत एएसआईसी और एफपीजीए प्रौद्योगिकी नोड्स के साथ डिजाइन किया गया है।""वर्तमान में, वे SerDes का उपयोग करके डिज़ाइन किए गए हैं, जो बहुत अधिक शक्ति का उपभोग करते हैं और बहुत अधिक स्थान लेते हैं।यदि आप ASIC में प्रोग्रामयोग्यता का निर्माण कर सकते हैं तो आप बिजली की खपत और पदचिह्न को कम कर सकते हैं क्योंकि आपको तेजी से ऑफ-चिप चलाने के लिए SerDes की आवश्यकता नहीं है और आपके पास प्रोग्रामेबल लॉजिक के बीच अधिक बैंडविड्थ है और ASICs Intel अपने Xeons और Altera FPGA को इसमें डालकर करता है। एक ही पैकेज तो आपको मिलता है 100 गुना ज्यादा बैंडविड्थ बेस स्टेशनों के बारे में दिलचस्प बातें पहले आप तकनीक विकसित करते हैं और फिर आप इसे पूरी दुनिया में बेच और इस्तेमाल कर सकते हैं।एक मोबाइल फोन के साथ, आप विभिन्न देशों के लिए अलग-अलग संस्करण बना सकते हैं।"
कोर नेटवर्क और क्लाउड में तैनात उपकरणों के लिए आवश्यकताएं अलग-अलग हैं।प्रमुख विचारों में से एक एक आर्किटेक्चर है जो सॉफ्टवेयर को प्रबंधित करना आसान बनाता है और उपकरणों के उपयोग के मामलों को आसानी से पोर्ट करता है।
"ओपीएनएफवी (नेटवर्क फंक्शन वर्चुअलाइजेशन के लिए ओपन प्लेटफॉर्म) जैसी वर्चुअलाइज्ड कंटेनर सेवाओं को संभालने के लिए मानकों का पारिस्थितिकी तंत्र बहुत महत्वपूर्ण है," आर्म्स अलेक्जेंडर ने कहा।"सेवा ऑर्केस्ट्रेशन के माध्यम से उपकरणों के बीच नेटवर्क तत्वों और यातायात के बीच बातचीत का प्रबंधन भी महत्वपूर्ण होगा।ONAP (ओपन नेटवर्क ऑटोमेशन प्लेटफ़ॉर्म) एक उदाहरण है।बिजली की खपत और उपकरण दक्षता भी प्रमुख डिजाइन विकल्प हैं।
नेटवर्क किनारे पर, आवश्यकताओं में कम विलंबता, उच्च उपयोगकर्ता-स्तरीय बैंडविड्थ और कम बिजली की खपत शामिल है।
अलेक्जेंडर ने कहा, "त्वरक को आसानी से कई अलग-अलग कम्प्यूटेशनल आवश्यकताओं का समर्थन करने में सक्षम होना चाहिए जो हमेशा सामान्य प्रयोजन सीपीयू द्वारा सर्वोत्तम रूप से नियंत्रित नहीं होते हैं।"स्केल करने की क्षमता बहुत महत्वपूर्ण है।एएसआईसी, एएसएसपी और एफपीजीए के बीच आसानी से स्केल कर सकने वाले आर्किटेक्चर के लिए समर्थन भी महत्वपूर्ण है, क्योंकि एज कंप्यूटिंग किसी भी आकार के नेटवर्क और किसी भी डिवाइस पर वितरित की जाएगी।सॉफ्टवेयर स्केलेबिलिटी भी महत्वपूर्ण है।"
5G चिपसेट आर्किटेक्चर में भी बदलाव ला सकता है, खासकर जहां रेडियो स्थित हैं।रॉन लोमैन ने कहा कि जब एलटीई समाधानों के एनालॉग फ्रंट-एंड रेडियो, प्रोसेसर, या पूरी तरह से एकीकृत होते हैं, जब डिज़ाइन टीम नई तकनीकों में माइग्रेट होती है, तो वे फ्रंट-एंड आमतौर पर पहले चिप से बाहर निकलते हैं और फिर उस पर वापस आ जाते हैं। .प्रौद्योगिकी के विकास के रूप में वह, Synopsys IoT सामरिक विपणन प्रबंधक।
"5G के आगमन के साथ, यह उम्मीद की जाती है कि कई रेडियो, अधिक उन्नत प्रौद्योगिकियां, और तेज, अधिक उन्नत प्रौद्योगिकी नोड्स जैसे कि 12nm और इसके बाद के संस्करण एकीकृत घटकों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगे," लोमैन ने कहा।"इसके लिए डेटा कन्वर्टर्स की आवश्यकता होती है जो प्रति सेकंड gigasamples को संभालने में सक्षम होने के लिए एनालॉग इंटरफ़ेस में जाते हैं।उच्च विश्वसनीयता भी हमेशा महत्वपूर्ण होती है।खुले स्पेक्ट्रम और वाई-फाई के उपयोग जैसे कारक इसे पहले की तुलना में बहुत अधिक कठिन बना देते हैं।उन सभी से निपटने की कोशिश करना आसान काम नहीं है, और मशीन लर्निंग और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस कुछ कठिन काम करने के लिए उपयुक्त हो सकते हैं।यह, बदले में, आर्किटेक्चर को प्रभावित करता है, क्योंकि यह न केवल प्रोसेसिंग बल्कि मेमोरी को भी लोड करता है।
ताल के थॉम्पसन सहमत हैं।“जैसा कि हम उच्च 802.11 मानकों और यहां तक कि कुछ ADAS विचारों के लिए 5G या IoT विकसित करते हैं, हम बिजली की खपत को कम करने, सस्ता होने, छोटे होने और छोटे नोड्स में जाकर प्रदर्शन बढ़ाने की कोशिश कर रहे हैं।इसकी तुलना रूसी संघ में देखी गई अपनी चिंताओं के मिश्रण से करें," उन्होंने कहा।"जैसे-जैसे नोड्स छोटे होते जाते हैं, आईसी छोटे होते जाते हैं।एक IC को अपने छोटे आकार का पूरा लाभ उठाने के लिए, उसे एक छोटे पैकेज में होना चाहिए।चीजों को छोटा और अधिक कॉम्पैक्ट बनाने के लिए एक धक्का है, लेकिन यह अच्छी बात नहीं है।"आरएफ डिजाइन के लिए ”।“…अनुकरण में, मैं वितरण पर सर्किट के प्रभाव के बारे में बहुत अधिक चिंता नहीं करता।यदि मेरे पास धातु का एक टुकड़ा है, तो यह थोड़ा अवरोधक जैसा दिख सकता है, लेकिन यह सभी आवृत्तियों पर प्रतिरोधक जैसा दिखता है।यदि यह एक RF प्रभाव है, तो यह एक ट्रांसमिशन लाइन है, यह इस बात पर निर्भर करेगा कि मैं इसे किस आवृत्ति पर भेज रहा हूँ। ये क्षेत्र श्रृंखला के अन्य भागों में ट्रिगर होंगे। अब मैंने सब कुछ एक दूसरे के करीब इकट्ठा कर लिया है और जब यह करता है, कनेक्शन की डिग्री तेजी से बढ़ती है। जब मैं छोटे नोड्स में जाता हूं, तो ये युग्मन प्रभाव अधिक स्पष्ट हो जाते हैं, जिसका अर्थ यह भी है कि पूर्वाग्रह वोल्टेज छोटा है। शोर एक बड़ा प्रभाव है क्योंकि मैं डिवाइस को पूर्वाग्रह नहीं करता हूं। कम वोल्टेज, समान शोर स्तर का अधिक प्रभाव पड़ता है। इनमें से कई समस्याएं 5G में सिस्टम स्तर पर मौजूद हैं।”
विश्वसनीयता पर नया ध्यान वायरलेस संचार में विश्वसनीयता ने एक नया अर्थ लिया है क्योंकि इन चिप्स का उपयोग मोटर वाहन, औद्योगिक और चिकित्सा अनुप्रयोगों में किया जाता है।यह आम तौर पर वायरलेस संचार से संबंधित नहीं है, जहां कनेक्शन विफलता, प्रदर्शन में गिरावट, या सेवा को बाधित करने वाली कोई अन्य समस्या आम तौर पर सुरक्षा समस्या के बजाय असुविधा के रूप में देखी जाती है।
"हमें यह सत्यापित करने के लिए नए तरीके खोजने की आवश्यकता है कि कार्यात्मक सुरक्षा चिप्स मज़बूती से काम करेंगे," फ्राउन्होफ़र ईएएस में डिज़ाइन विधियों के प्रमुख रोलैंड जाह्नके ने कहा।"एक उद्योग के रूप में, हम अभी तक वहां नहीं हैं।हम अभी विकास प्रक्रिया की संरचना करने की कोशिश कर रहे हैं।हमें यह देखने की जरूरत है कि पुर्जे और उपकरण कैसे परस्पर क्रिया करते हैं, और निरंतरता सुनिश्चित करने के लिए हमारे पास बहुत काम है। ”
जांके ने कहा कि अब तक अधिकांश समस्याएं एक ही डिजाइन त्रुटि के कारण हुई हैं।"क्या होगा यदि दो या तीन बग हैं?सत्यापनकर्ता को डिजाइनर को बताना चाहिए कि क्या गलत हो सकता है और बग कहां हैं, और फिर डिजाइन प्रक्रिया के दौरान उन्हें वापस रोल करें।
यह कई महत्वपूर्ण सुरक्षा बाजारों में एक बड़ा मुद्दा बन गया है, और वायरलेस और ऑटोमोटिव के साथ बड़ा मुद्दा दोनों तरफ चरों की बढ़ती संख्या है।मूरटेक के सीटीओ ओलिवर किंग कहते हैं, "उनमें से कुछ को हमेशा चालू रहने के लिए डिज़ाइन किया जाना है।""समय से पहले मॉडलिंग करना भविष्यवाणी कर सकता है कि चीजों का उपयोग कैसे किया जाएगा।भविष्यवाणी करना कठिन है।यह देखने में समय लगेगा कि चीजें कैसे काम करती हैं।”
ग्रामीण नेटवर्क की आवश्यकता है।हालांकि, पर्याप्त कंपनियां महसूस करती हैं कि 5जी के पास पर्याप्त लाभ हैं जो इसे सभी काम करने के लिए आवश्यक बुनियादी ढांचे के निर्माण के प्रयास को सही ठहराते हैं।
हेलिक में मार्केटिंग के उपाध्यक्ष मगदी अबादिर ने कहा कि 5G के साथ सबसे बड़ा अंतर डेटा स्पीड की पेशकश की जाएगी।"5G प्रति सेकंड 10 से 20 गीगाबिट्स की गति से काम कर सकता है।अवसंरचना को डेटा अंतरण दर के प्रकार का समर्थन करना चाहिए, और चिप्स को इस आने वाले डेटा को संसाधित करना चाहिए।100 जीबी से ऊपर के बैंड में रिसीवर और ट्रांसमीटर के लिए, आवृत्ति को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए।रूसी संघ में, वे रडार और इस तरह के लिए 70 गीगाहर्ट्ज़ की आवृत्ति के लिए उपयोग किए जाते हैं।
इस बुनियादी ढांचे का निर्माण एक जटिल कार्य है जो इलेक्ट्रॉनिक्स आपूर्ति श्रृंखला में कई कड़ियों तक फैला हुआ है।
अबादिर ने कहा, "ऐसा करने के लिए जिस जादू की बात की जा रही है, वह एसओसी के आरएफ पक्ष पर अधिक एकीकरण करने की कोशिश कर रहा है।"बहुत उच्च नमूनाकरण दर के साथ एनालॉग एडीसी और डीएसी घटकों के साथ एकीकरण।सब कुछ एक ही एसओसी में एकीकृत होना चाहिए।हमने एकीकरण देखा है और एकीकरण के मुद्दों पर चर्चा की है, लेकिन यह सब कुछ बढ़ा-चढ़ाकर पेश करता है क्योंकि यह एक उच्च लक्ष्य निर्धारित करता है और डेवलपर्स को पहले से अधिक एकीकृत करने के लिए मजबूर करता है।सब कुछ अलग करना और पड़ोसी सर्किट को प्रभावित न करना बहुत मुश्किल है।”
इस दृष्टिकोण से, 2जी मुख्य रूप से वॉयस ट्रांसमिशन है, जबकि 3जी और 4जी अधिक डेटा ट्रांसमिशन और अधिक कुशल समर्थन हैं।इसके विपरीत, 5G विभिन्न उपकरणों, विभिन्न सेवाओं और बढ़ी हुई बैंडविड्थ के प्रसार का प्रतिनिधित्व करता है।
"नए उपयोग मॉडल जैसे उन्नत मोबाइल ब्रॉडबैंड और कम विलंबता कनेक्टिविटी के लिए बैंडविड्थ में 10 गुना वृद्धि की आवश्यकता होती है," एक्रोनिक्स के रणनीतिक योजनाकार और व्यवसाय विकास विशेषज्ञ माइक फिटन ने कहा।“इसके अलावा, 5G के V2X के लिए बहुत महत्वपूर्ण होने की उम्मीद है, खासकर 5G की अगली पीढ़ी के लिए।5G रिलीज़ 16 में URLLC होगा जो V2X अनुप्रयोगों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।नेटवर्क प्रकार आवेदन।
5G के अनिश्चित भविष्य के लिए योजना बनाने को अक्सर 10x अधिक बैंडविड्थ, 5x विलंबता और 5-10x अधिक उपकरणों के साथ अतिशयोक्ति की श्रृंखला के रूप में देखा जाता है।यह इस तथ्य से जटिल है कि 5G विनिर्देशों में स्याही बहुत सूखी नहीं है।हमेशा देर से जोड़े जाने वाले जोड़ होते हैं जिनके लिए लचीलेपन की आवश्यकता होती है और प्रोग्रामबिलिटी में बदल जाते हैं।
"यदि आप उच्च बैंडविड्थ और लचीलेपन की आवश्यकता के कारण हार्डवेयर डेटा लिंक की दो बड़ी जरूरतों को ध्यान में रखते हैं, तो इसका मतलब है कि आपको शायद किसी प्रकार के समर्पित SoC या ASIC की आवश्यकता होगी जिसमें हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर के बीच अधिक प्रोग्रामबिलिटी हो।…यदि आप आज प्रत्येक 5G प्लेटफॉर्म को देखें, तो वे सभी FPGAs पर आधारित हैं क्योंकि आप थ्रूपुट नहीं देखते हैं।कुछ बिंदु पर, सभी प्रमुख वायरलेस ओईएम अधिक किफायती और अनुकूलित सॉफ्टवेयर ASIC पावर की ओर बढ़ने की संभावना रखते हैं, लेकिन लागत और बिजली की खपत को कम करने के लिए लचीलेपन और ड्राइव की आवश्यकता होती है।यह लचीलेपन को बनाए रखने के बारे में है जहाँ आपको इसकी आवश्यकता है (FPGAs या एम्बेडेड FPGAs में) और फिर न्यूनतम लागत और बिजली की खपत को प्राप्त करने के लिए जहाँ संभव हो वहाँ कार्यक्षमता जोड़ना।
फ्लेक्स लॉजिक्स का टेट सहमत है।"100 से अधिक कंपनियां इस क्षेत्र में काम करती हैं।स्पेक्ट्रम अलग है, प्रोटोकॉल अलग है, और इस्तेमाल किए गए चिप्स अलग हैं।पुनरावर्तक चिप एक इमारत की दीवारों पर शक्ति में अधिक सीमित होगी, जहां एक जगह हो सकती है जहां ईएफपीजीए अधिक मूल्यवान है।
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पोस्ट करने का समय: मार्च-16-2023