5G está transformando as indústrias, a sociedade e como nos comunicamos e vivemos. Não apenas um 4G LTE mais rápido, o 5G é uma das tecnologias mais transformadoras da história das telecomunicações. É 10 vezes mais rápido que o 4G, suporta 10,000 vezes mais tráfego de rede e pode lidar com 100 vezes mais dispositivos, ao mesmo tempo que permite um quinquagésimo da latência com zero tempo de inatividade percebido. Uma das tecnologias mais importantes que ajudarão a cumprir a promessa do 5G é a temporização de sistemas microeletromecânicos (MEMS). A temporização de MEMS fornece soluções que são muito menores e de menor potência do que os dispositivos baseados em quartzo equivalentes e são muito mais resistentes a condições ambientais adversas.
Quais mudanças tecnológicas são necessárias para realizar totalmente os recursos 5G?
Embora o 5G se baseie na infraestrutura 4G existente, as redes 5G implantadas em escala exigirão um redesenho completo da infraestrutura de comunicações. Os especialistas do setor geralmente concordam que pode levar uma década para implantar completamente as redes 5G e perceber seu valor total por meio da internet das coisas, direção automatizada, telemedicina, inteligência artificial e realidade virtual e aumentada. As operadoras líderes já começaram a fornecer serviço 5G nas principais áreas metropolitanas este ano, e podemos ver até 1.8 bilhão de conexões 5G implantadas em todo o mundo até o final de 2021. Uma das tecnologias mais importantes possibilitando 5G ponta a ponta é o tempo de MEMS.
O que continua a impulsionar a necessidade de cumprir a promessa do 5G?
Cumprir toda a promessa do 5G requer desempenho, largura de banda e latência além do que é possível com as redes atuais. Até agora, implantamos redes sub-6 GHz e o mercado precisa de ondas milimétricas ultrarrápidas (mmWave) tecnologia na faixa de 24 GHz a 40 GHz. Essa mudança exigirá a implantação generalizada de equipamentos externos para superar os desafios de linha de visão, bloqueio e cobertura associados às frequências mmWave.
Dois requisitos de implantação significativos surgiram com o 5G: densificação de rede em que os locais de células são adicionados onde quer que possam estar para aumentar a quantidade de capacidade disponível e nuvem em que postes de luz e outros utilitários são usados para transformar redes e habilitar serviços 5G. Devido à sua exposição a choques, vibrações, temperaturas extremas e outros estressores de ambientes adversos, essas implantações exigem componentes de temporização resistentes e robustos, o que significa MEMS.
Como a confiabilidade do 5G é garantida?
Garantir redes 5G mmWave confiáveis e resilientes pode exigir até 100 × mais equipamentos (estações base, células pequenas, relés e repetidores) implantados perto das instalações do cliente, como postes de luz, semáforos, estádios, telhados e paredes externas. A maioria deste equipamento opera em ambientes externos adversos e resiste a temperaturas extremas, vento, vibração e choques.
Quais tecnologias são afetadas ou envolvidas nas implementações 5G?
As tecnologias de hardware e software afetadas ou envolvidas nas implementações 5G incluem, mas não estão limitadas a, ICs de RF otimizados, arranjos de antenas, amplificadores, formação de feixes e técnicas de gerenciamento de feixes. Em uma conferência recente definida pela operadora de redes abertas e inteligentes de acesso por rádio (O-RAN), a necessidade de sincronização de tempo para 5G foi um tópico altamente discutido. Isso ocorre porque muitas das técnicas fundamentais envolvidas no 5G não requerem apenas sincronização, mas na verdade exigem níveis de alinhamento de tempo além de qualquer coisa previamente implantada nesta escala.
Por que os dispositivos de cronometragem são tão importantes para implantações 5G?
Dispositivos de cronometragem são o coração de todos os sistemas eletrônicos, incluindo infraestrutura de comunicações, equipamentos industriais, sistemas automotivos e inúmeros produtos eletrônicos. Pense em um chip de tempo como um metrônomo usado por um pianista, fornecendo ao músico uma batida precisa e constante para uma apresentação musical mais nítida e clara. Apesar da prevalência da tecnologia de cronometragem em nossas vidas, relativamente poucas pessoas - exceto engenheiros e arquitetos de sistema - estão cientes dos papéis cruciais que os relógios e osciladores desempenharam nas revoluções das comunicações nas últimas décadas. À medida que entramos na era 5G, a tecnologia de cronometragem é mais crítica do que nunca.
Quais são as diferentes tecnologias de temporização em 5G? Por que MEMS à base de silício?
A maioria dos sistemas eletrônicos tem usado historicamente dispositivos de cronometragem baseados em quartzo, funcionalmente semelhantes aos cristais de quartzo que ressoam silenciosamente dentro de nossos relógios de pulso analógicos. O quartzo é uma tecnologia de temporização com 70 anos, e seus ressonadores e osciladores nos serviram bem ao longo das décadas. No entanto, há uma revolução silenciosa em andamento na indústria de cronometragem. Novas gerações de dispositivos de temporização baseados em minúsculos e engenhosos ressonadores de sistemas mecânicos microeletrônicos (MEMS) têm substituído o quartzo em aplicações que exigem a mais alta confiabilidade e resiliência aos estressores ambientais. A tecnologia MEMS, combinada com circuitos analógicos, fornece uma solução de temporização completa que é muito menor e com menor potência do que os dispositivos baseados em quartzo equivalentes e é muito mais resistente a condições ambientais adversas.
Por que o MEMS surgiu como a tecnologia de temporização 5G de fato?
Os dispositivos de temporização MEMS foram aperfeiçoados ao longo de várias gerações e substituíram de forma constante os equivalentes baseados em quartzo em muitas aplicações exigentes de comunicação e rede, como infraestrutura sem fio 4G LTE e 5G. Ressonadores baseados em MEMS, osciladores e dispositivos completos de "sistema de relógio em um chip" oferecem desempenho, confiabilidade e resiliência muito maiores do que as soluções de quartzo. Por essas razões, MEMS é uma tecnologia de temporização de precisão ideal para estações base 5G macro e pequenas células implantadas ao ar livre, ajudando fabricantes de equipamentos e operadoras móveis a cumprir a promessa do 5G.
Conclusão
O sucesso do 5G dependerá em parte da satisfação do cliente, não apenas em termos de desempenho sem fio incomparável, mas também de confiabilidade sólida. Com o 5G, simplesmente não há opção para chamadas interrompidas ou interrupções de rede causadas por temperaturas extremas, vibração excessiva ou choques repentinos. Quer seja para um carro autônomo ou para uma cirurgia remota, os operadores e usuários devem poder confiar no 5G como uma tecnologia à prova de falhas. Os fabricantes de equipamentos 5G já começaram a usar a tecnologia de temporização baseada em MEMS na infraestrutura de rede. Na verdade, mais de 10 aplicativos 5G diferentes agora usam dispositivos de temporização MEMS.
Já era hora: a revolução 5G está bem encaminhada e os avanços mais recentes na tecnologia de temporização de MEMS ajudarão a energizar a inovação e a transformação da rede sem fio que está por vir.
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