5G Connectivity 如何打造未來技術(shù)

新聞標(biāo)題不斷吹捧 5G 通信技術(shù)的最新創(chuàng)新成果，聲稱它們推動了用于提供此類體驗(yàn)的高速連接需求的快速增長。盡管智能手機(jī)用戶是最快一批采用 5G 網(wǎng)絡(luò)的人群，但高速無線連接真正的用武之地卻是在其他領(lǐng)域。

全球共享數(shù)據(jù)的機(jī)器網(wǎng)絡(luò)組成了物聯(lián)網(wǎng) (IoT)。一系列傳感器會先收集數(shù)據(jù)，然后通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到其他機(jī)器。這種形式的數(shù)據(jù)共享帶來的大量創(chuàng)新成果，我們在每天的生活中都能體驗(yàn)到。大多數(shù)用戶都知道智能家居的背后離不開物聯(lián)網(wǎng)，它們是允許用戶遠(yuǎn)程控制各種家居功能的系統(tǒng)。然而，5G 通信在其他領(lǐng)域顯示出更大的應(yīng)用潛力。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 正在徹底重塑制造業(yè)，并將成為未來十年 5G 發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力之一。

物聯(lián)網(wǎng)的使用還創(chuàng)造了一個新概念，即數(shù)字孿生，它是現(xiàn)實(shí)世界系統(tǒng)的模擬模型。數(shù)字孿生使用從實(shí)體機(jī)器收集到的數(shù)據(jù)來實(shí)時模擬系統(tǒng)的功能。雖然這樣的現(xiàn)實(shí)世界系統(tǒng)可能小到某座工廠里的一臺機(jī)器，但數(shù)字孿生可以輕松地模擬幾乎任何復(fù)雜的系統(tǒng)。數(shù)字孿生已經(jīng)在航空航天、石油和天然氣，以及醫(yī)療等各行各業(yè)得到應(yīng)用。

可以使用數(shù)字孿生來監(jiān)控安裝在客機(jī)上的噴氣發(fā)動機(jī)，管理能源的產(chǎn)生和分配，甚至控制城市周圍的交通流量。5G 網(wǎng)絡(luò)的速度使數(shù)字孿生得以擺脫有線通信的限制。高速連接器是系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，可實(shí)現(xiàn)可靠的信號傳輸。

邊緣計(jì)算

如今，5G 技術(shù)讓設(shè)計(jì)人員能夠以前所未有的速度收集和傳輸數(shù)據(jù)。隨著通信速度的顯著提高，讓使用云計(jì)算成為現(xiàn)實(shí)，讓使用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心來提供存儲和處理成為可能。

這些新系統(tǒng)所需的龐大數(shù)據(jù)量以及傳輸所需的時間，促使人們采用新的數(shù)據(jù)管理方法。邊緣計(jì)算將智能系統(tǒng)擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)邊緣，因此在物理層面更接近需求點(diǎn)。這樣能夠改善系統(tǒng)響應(yīng)時間（用延遲這一術(shù)語來描述）。邊緣計(jì)算不向云發(fā)送數(shù)據(jù)，可將延遲降至最低。

將高速電子設(shè)備放置在網(wǎng)絡(luò)邊緣的位置，意味著可能會暴露在惡劣的環(huán)境下。無論此類設(shè)備是用于石油和天然氣行業(yè)，還是作為生產(chǎn)線的一部分使用，都需要在惡劣的條件下正常工作。邊緣計(jì)算設(shè)備暴露在自然環(huán)境下或受到?jīng)_擊和振動，會對組件的可靠性提出很高的要求，尤其是負(fù)責(zé)技術(shù)工作和數(shù)據(jù)傳輸?shù)?a target="_blank">連接器。

汽車行業(yè)中 5G 的身影

汽車行業(yè)也在利用 5G 網(wǎng)絡(luò)的速度。隨著用戶要求的功能越來越多，從家用汽車到重型工業(yè)設(shè)備的車輛變得越來越復(fù)雜。除了導(dǎo)航系統(tǒng)，電動汽車的興起和自動駕駛系統(tǒng)的引入意味著復(fù)雜程度的增加。

廠商們正在開發(fā) V2X (Vehicle to X) 技術(shù)，允許車輛收集數(shù)據(jù)并與周圍的世界共享。無論是在工業(yè)還是家庭環(huán)境下，車輛都將構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的一部分，該網(wǎng)絡(luò)將使用數(shù)據(jù)來提高效率和安全性，同時減少排放。正是 5G 革命將這些創(chuàng)新成果變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。然而，車輛環(huán)境對零部件的要求很高。暴露在路況、振動和高溫下意味著連接器必須堅(jiān)固耐用，尤其是安全性取決于自身的可靠性。

了解信號完整性

為了讓連接器能夠傳輸高速數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)人員需要了解信號完整性 (SI)。信號完整性用于描述通過連接器和電纜傳輸?shù)碾娦盘柕馁|(zhì)量。許多因素都會影響信號完整性，包括來自外部環(huán)境的電磁干擾 (EMI)。此外，新連接器的特點(diǎn)是引腳間距更小，引腳數(shù)量更多，這兩個特點(diǎn)都有可能導(dǎo)致串?dāng)_干擾。此外，需要仔細(xì)管理通過印刷電路板 (PCB) 和電纜的信號走線長度，以避免引入另一個誤差源。

隨著數(shù)據(jù)傳輸速度的提高，信號完整性也變得越來越重要。數(shù)字信號以一系列脈沖的形式傳輸，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣热Q于信號變化的速度以及網(wǎng)絡(luò)中的能量損耗程度。傳輸信號的電纜和連接器必須盡可能不影響信號。

隨著 5G 無線通信的發(fā)展，技術(shù)正在進(jìn)入全新的市場。遠(yuǎn)離桌面或數(shù)據(jù)中心帶有防護(hù)措施的環(huán)境，設(shè)備需要在惡劣條件下提供可靠和安全的通信。連接器在保證信號完整性方面起著重要的作用。設(shè)計(jì)人員必須了解連接器的性能及其必須勝任的工況，才能確保最新的設(shè)備能夠滿足未來高速應(yīng)用場景下的需求。

在 5G 通信、數(shù)字孿生、邊緣計(jì)算和 V2X 等技術(shù)的大力支持下，功能強(qiáng)大的新創(chuàng)新成果正在不斷涌現(xiàn)，并創(chuàng)造出海量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將在現(xiàn)在和未來推動從金融到醫(yī)療保健等領(lǐng)域以前所未有之勢制定決策。永遠(yuǎn)都不要低估連接器的作用，正是它們讓這一切成為可能。無論環(huán)境如何，確保連接器的性能是充分發(fā)揮未來技術(shù)潛力的關(guān)鍵。

審核編輯 ：李倩