C波段讓5G革命成為現實!
迄今為止,絕大多數5G產品都位于頻譜的低頻段或高頻段,也稱為毫米波(mmWave)的一部分。但如果說網絡性能屬性的標志是速度、容量和覆蓋范圍,那么幾乎沒有哪家5G供應商能夠在這三者之間取得平衡。消費者和早期采用者面臨著艱難的選擇。一方面,你有高頻段mmWave(24GHz、27GHz)的速度和容量,但覆蓋范圍有限。另一方面,你有更廣泛的覆蓋范圍,但與低頻段頻譜(600MHz,800MHz)相關的速度和容量明顯較低。
然而,5G的成功取決于在這三種屬性之間實現平衡,而不是以犧牲其中一種或兩種屬性為代價。C波段頻譜提供的正是這種至關重要的平衡。C波段頻譜(3.7GHz至3.98GHz)的工作頻率介于低波段和高波段之間,在速度、覆蓋范圍和容量之間架起了一座橋梁,提供比低波段5G和4G兄弟姐妹高得多的傳輸速率,同時提供廣泛的地理覆蓋。
想象中的未來VS觸手可及的未來
C波段頻譜顛覆了傳統與高波段mmWave網絡部署相關的5G基礎設施的挑戰。與創建一個足夠密集的網絡以保持mmWave信號連續性的資本支出密集型過程相比,C波段允許供應商重復使用和重新利用其現有的蜂窩基礎設施,包括鐵塔、小型蜂窩、無線電、回程,以及最重要的是,實現顯著收益所需的功率,而無需從頭開始建設。
盡管這些變化不會是瞬間發生的,但C波段頻譜可以顯著降低與5G部署相關的成本,并加快建立能夠產生實際效益的更廣泛、更可靠的5G網絡的時間表。正如以下三個案例所說明的那樣,C波段的出現意味著5G的互聯未來比以往任何時候都更加接近。
5G的商業應用:數字化轉型和C波段的價值支撐
在過去的一年里,數字化轉型的快速步伐和向遠程辦公的前所未有的轉變,使無縫連接和可靠的、按需的數據訪問成為企業運營的首要任務。視頻會議、無線通信平臺、虛擬網絡和協作式數字工作空間都需要速度、容量和可靠性,以支持運行不斷發展的以數據為中心的業務應用程序套件的更多設備。
隨著280MHz的C波段計劃在2023年之前上線,中頻段5G均衡而顯著的優勢將適應新的混合工作模式,通過融合傳統的辦公室內工作和在家工作的體驗,來尋求保持生產力、靈活性和效率。
此外,當企業展望未來,我們將再次一起在辦公室辦公時,從Wi-Fi過渡到5G連接有明顯的好處--從安全性到正常運行時間到更高的速度。雖然這不會在一夜之間發生,但C波段拍賣打開了開始過渡的大門,預計2023財年及以后,5G連接將出現在許多企業的預算表上。
智慧城市:鋪設數字化之路
圍繞智慧城市的討論,通常會讓人聯想到遠遠超出家庭和辦公室的互聯互通。這一愿景的核心是建立在強大的集成設備和網絡傳感器生態系統之上的基礎設施,這些設備和網絡傳感器能夠實時轉化數據分析,通過智能電表優化電網和水務設施,通過車輛與基礎設施之間的通信優化交通流量和公共安全。
釋放智慧城市的潛力,需要增強網絡功能,如低延遲、可靠的覆蓋范圍,以及大幅提高容量,以滿足更多聯網物聯網設備的上線需求,使其在更高密度下上線。C波段的定位是顯著提高網絡速度,同時提供必要的信號連續性,以支持所需的密集互連性,確保智能城市計劃的可能性得以實現,并實現重塑市民體驗的承諾。
倉庫機器人和工廠自動化
從機器學習和機器人自動化,到用于庫存管理和流程實施的實時數據分析,工業4.0或第四次工業革命的概念,長期以來一直被譽為開啟無與倫比的效率和精度水平的關鍵。然而,目前,大多數倉庫機器人,如自主導引車(AGV),都受到有線以太網或Wi-Fi連接的限制,在密集的工廠環境中,這些連接緩慢、繁瑣,而且容易受到干擾。
由于大多數工廠和倉庫業務都位于城市中心和主要大都市之外,與毫米波相比,C波段提供的更廣泛的覆蓋范圍將確保5G的可訪問性和可靠性,足以對制造業產生實質性影響。通過將數據傳輸速度從100Mbps提高到500Mbps,C波段頻譜將在提高吞吐量和生產力方面發揮關鍵作用,同時大大擴展必要的帶寬和容量,以適應作為智能工廠核心的日益增多的物聯網設備。
讓5G革命成為現實
從一開始,5G就被吹捧為革命性的技術。到目前為止,這些聯想和典故已經耳熟能詳,無與倫比的連接性、極快的速度和足夠低的時延,可以實現從自動駕駛汽車到遠程手術的一切。不足為奇的是,5G已經成為其自身炒作周期的受害者,專注于未來互聯互通的潛力和可能性,而沒有考慮到由于基礎設施和投資方面的巨大挑戰阻礙了未來的發展,我們離實現這一未來還有多遠。
然而,正如麥肯錫最近的一份報告所言,"未來并不只是發生在邊緣。現有的連接技術正在擴大和發展,新的標準可以提升網絡性能--而且它們的資本密集度要低得多。" 可以肯定的是,這正是C波段頻譜的廣泛可用性所提供的。
對于電子設備來說,工作時都會產生一定的熱量,從而使設備內部溫度迅速上升,如果不及時將該熱量散發出去,設備就會持續的升溫,器件就會因過熱而失效,電子設備的可靠性能就會下降。因此,對電路板進行很好的散熱處理是非常重要的。
1 、加散熱銅箔和采用大面積電源地銅箔。
根據上圖可以看到:連接銅皮的面積越大,結溫越低
根據上圖,可以看出,覆銅面積越大,結溫越低。
2、熱過孔
過孔能有效的降低器件結溫,提高單板厚度方向溫度的均勻性,為在 PCB 背面采取其他散熱方式提供了可能。通過仿真發現,與無熱過孔相比,在器件熱功耗為 2.5W 、間距 1mm 、中心設計 6x6 的熱過孔能使結溫降低 4.8°C 左右,而 PCB 的頂面與底面的溫差由原來的 21°C 減低到 5°C 。熱過孔陣列改為 4x4 后,器件的結溫與 6x6 相比升高了 2.2°C ,值得關注。
3、IC背面露銅,減小銅皮與空氣之間的熱阻
4、PCB布局
大功率、熱敏器件的要求。
a、熱敏感器件放置在冷風區。
b、溫度檢測器件放置在最熱的位置。
c、同一塊印制板上的器件應盡可能按其發熱量大小及散熱程度分區排列,發熱量小或耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規模集成電路、電解電容等)放在冷卻氣流的最上流(入口處),發熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規模集成電路等)放在冷卻氣流最下游。
d、在水平方向上,大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置,以便縮短傳熱路徑;在垂直方向上,大功率器件盡量靠近印制板上方布置,以便減少這些器件工作時對其他器件溫度的影響。
e、設備內印制板的散熱主要依靠空氣流動,所以在設計時要研究空氣流動路徑,合理配置器件或印制電路板。空氣流動時總是趨向于阻力小的地方流動,所以在印制電路板上配置器件時,要避免在某個區域留有較大的空域。整機中多塊印制電路板的配置也應注意同樣的問題。
f、對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區域(如設備的底部),千萬不要將它放在發熱器件的正上方,多個器件最好是在水平面上交錯布局。
g、將功耗最高和發熱最大的器件布置在散熱最佳位置附近。不要將發熱較高的器件放置在印制板的角落和四周邊緣,除非在它的附近安排有散熱裝置。在設計功率電阻時盡可能選擇大一些的器件,且在調整印制板布局時使之有足夠的散熱空間。
h、元器件間距建議:
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