新時代背景下智慧城市的建設與5G技術有何關聯

發布時間:2020-09-05 15:58:17 作者:臻圖信息 閱讀量:1619

伴隨著全世界蜂窩移動網絡運營商開始開啟并提供5G體,5G在為數據網絡供電和綠色環保方面充分發揮了均衡作用,商業界對新移動互聯網技術將產生的益處抱有越來越高的期待。

根據安永的一項研究,“最大程度地為企業提供5G機會”,該調查專門針對5G機會在全世界范圍內對一千多家組織機構展開了調研,現階段在5G投資領域占主導地位的領域是能源(23%)和技術(22%),而保健醫療和金融服務組織機構都有希望在三年內成為最大的投資者。

通過持續性不斷的Covid-19大流行最明確地證明了需求。毫無疑問,5G的發展潛力已被提升,由于智慧城市的概念技術和包容性成為了驅動力,從改善生計到擴大獲得保健醫療和基于數字化的經濟發展機會,及正處于二者之間的全部內容。

舉個例子,全世界數據需求幾乎在全部類型(保健醫療、政府機構、旅行、商務、教育和生活方式運用)中都有一定的提高,并制定了一個新的基準,這可能是“新常態”,而現階段的數據生成和消費已成為了新的需求水平。

1、為智慧城市和核心任務處理方案提供支撐

如今,全世界約有55%的人口居住在城市,據聯合國估計,到2050年這個百分比將達到68%。受人口增長的直接影響,從農村到城市地區的持續性人口遷移將再增加二十五億居民前往世界上的大城市。伴隨著5G運用逐漸完善,它通過自動化和連接性(成功的智慧城市的基本前提)與提供資源,運營和成本效率密不可分。

預計5G技術將比現階段4G數據網絡快約一百倍,并在實時發送和接收數據時提供更低的延遲率。與現階段數據網絡相比,解決更多的連接設備的附加功能將為人工智能(AI)和機器學習提供支撐,釋放智慧城市和物聯網(IoT)的發展潛力。

在自動駕駛車輛與交通信號燈和地面傳感器展開通信以消除交通擁堵的運用中,5G為核心任務處理方案產生了新的含義,這些處理方案包含智能救護車或遠程醫療(智能醫療),空氣和水質監控等社會服務和智能安全性。

2、揭秘5G及其在智慧城市中的地位

2019IEEEGLOBECOM會議(美國夏威夷)上預測了未來十年的5G發展潛力。在這里,專家詮釋說,充分考慮到“每一代技術的全生命周期約為二十年,所以,正處于5G早期階段的5G沖擊將在約10年內完全實現?!?

5G構建了一個可向世界提供可擴展且可靠的連接的平臺,從而容許布署很多過去無法實現的新運用,例如IoT。這個流行詞將具有更多的“固定功能”的智能,基于Web的設備分類(與智能手機和平板電腦等多功能設備相對),并且將變得越來越普遍。

針對于剛起步的人而言,5G的連通性數據網絡可提供大規模的機器類型通信(MMTC)和主要機器類型通信(CMTC)。

MMTC比較適用于海量的IoT設備,合理有效地集成了很多傳感器和執行器,能夠 主動地來回傳送海量數據信息。憑借在智能家居和樓宇、物流、供應鏈、機器人技術、自動化、車隊管理和環境監控中的運用,MMTC充分利用了低延遲容限(通過低帶寬管道傳輸或接收的小數據信息塊)。

而另一方面,充分考慮到數據信息應用的主要性質,CMTC最適合于數據信息不延遲的運用,諸如自動駕駛汽車、遠程保健醫療、電網和交通安全控制的無人駕駛運用,穩定可靠且準確的運用傳輸是必須的。

3、創新性的伙伴關系,技能提升和新的生活方式

亞太區有希望在2025年之前變成5G的最大運用者,為移動網絡運營商提供布署和運用所需的主要數量,及其因此產生的運用生態系統,為企業提供新服務和商業模式方面的業務案例。

需要特殊的技能組能力;系統集成商將在融合端到端處理方案方面充分發揮關鍵作用,從而在移動網絡運營商、第三方基礎設施提供商和生態系統合作伙伴、領域和服務、政府及其廣大群眾之間創建起領域合作伙伴關系。

5G的長期性潛力在新加坡信息通信媒體發展管理局(IMDA)上并沒有喪失,該機構近期宣告,它將在今年開始5G布署,并在2025年之前在全國性范圍內提供獨立的覆蓋范圍。

除開新加坡的“智能國家2020”議程外,數字化這些努力包含:協助中小企業擴大經營規模并進入全球市場,而無需實際的市場足跡;培訓四十歲及以上的職業中期專業人員以從業與技術有關的工作;加快無人機和自動駕駛汽車的實驗,以實現“5G”技術和數據網絡將變成新加坡數字經濟的關鍵構成部分?!?

馬來西亞鄰國在宣告其5G頻譜頻段時明確表明,運用5G必須具備包容性,并應改善生活品質并鼓勵業務增長和創新性,尤其是在較小的企業和公共部門中。

馬來西亞在1月份啟動了一個獨立的5G測試網絡,致力于通過其指揮中心應用在開放的共享實體模型上創建和開發的API,將其著名的蘭卡威島轉變為展現5G如何從數字技術和大數據中釋放價值的案例。超出11個運用,包含智慧城市、智慧旅游和智慧農業。

4、“GaN-doSingapore”和面向綠色數據網絡的利基5G半導體技術

現如今的電信系統架構設計方案需要與應用領域最匹配的幾個標準的技術,包含熱量、速度、功率、效率、尺寸和成本。這些考量因素以及完成更“綠色”通信網絡的目標需要解決,這意味著與4G相比較,技術人員和基站運營商需要解決功率需求有可能提升70%的難題。

1990年代以來,氮化鎵(GaN)就應用于太空應用領域,通信系統和有源電子掃描陣列(AESA)雷達。

氮化鎵(GaN)是一種寬帶隙半導體材料,以其高水平的導熱性、熱容量和硬度而聞名,將在5G網絡中超越傳統式半導體材料,在更高的溫度和更長的使用周期下安全可靠地運行,其在航空航天和國防應用領域中的著名適用性將使它廣為人知。需要更高頻率、緊密集成和最低完成成本的應用領域。

除此之外,根據其低壓功能提供的功率效率不可避免地進入了手機、汽車、可再生能源以及獲益于小型化和無線應用領域的各類用戶應用領域中,尤其是在保健醫療領域。

GaN充分滿足兩個核心標準:提升輸出功率,同時維持較低的成本和能耗,創建“綠色網絡”效應,拓展到高增長用例領域和可持續性需求。

但是,完成這一目標的核心挑戰在于GaN的大規模商業化。硅上的GaN(Si上的GaN)和碳化硅上的GaN(SiC上的GaN)外延晶片及其所需的制造技術(應用于滿足各類5G和可持續性要求)意味著GaN制造商需要提供覆蓋多種頻率和功率水平的幾種變化。

IGSSGaNPteLtd(IGaN)是現階段新加坡國內唯一具備GaN商業化能力的半導體公司,也是當今世界極少數具備成熟GaN鑄造能力的企業之一,它為本地行業參與者利用基礎設施、供應鏈,以及使GaN技術在大規模生產中更實惠的專有技術。

IGaN將其與在該技術領域耗費了大概十到十五年的新加坡科研機構和大學的合作關系與企業的內部開發設計工作和知識產權相結合,以生產制造各類直徑(4”,6”和8”)的外延片。

IGaN的鑄造工藝在推進產品發展,提升新加坡和東南亞作為大批量競爭性GaN技術的全球目的地的地位方面具備自然地位。

5、GaN滿足5G規范以突破可持續發展目標

在全世界范疇內,預估5G用戶數量將從2019年的不足2億暴增至2023年的10.2億(《財富》,2020年2月)。根據愛立信的一份報告(2019年6月),到2024年5G將達到45%的人口覆蓋率和19億用戶,這使其成為迄今為止在全世界范疇內推行的最快的一代通信技術。

這些變化是如此巨大,以至于IHSMarkit預測5G將在2035年達到13.2萬億美元的世界經濟產出,作為工作流程變革的催化劑,為競爭性市場經濟優勢構建一套新的規范。

諾貝爾獎獲得者天野廣史(HiroshiAmano)認為,基于GaN的設施將在物聯網、5G通信和能源互聯網(IoE)中扮演著重要的角色,包括設施的無線供電和功率轉換功能(用于太陽能和風能、電動汽車、快速充電需求等)。

或許在不那么遙遠的城市化未來中,汽車、設施和生產機器將加入數據網絡。而另一方面,5G的低延遲可提升視頻圖像的品質和可靠性,進而達到增強現實和虛擬現實運用的范疇,從教育到機器人手術、遠程醫療、零售業、自我維持的長者以及沉浸式和基于云的應用游戲等將反過來通過數字包容性推進自主創新和向上的社會流動性。

在基于5G的運用中融合GaN技術還將加快關鍵的氣候變化目標,包括新加坡實現零溫室氣體排放的理念。氮化鎵在清潔能源和降低數據中心能耗方面的實用性快速發展,數據中心是這里最大的碳排放大國之一,不能否認,市場經濟已成為安全性和彈性5G運用自主創新的全世界5G領先者,收取社會經濟利益。近期的新聞頭條指明,這是世界各地的熱門話題。

在可持續性方面,GSMA2019年的一項科學研究表明,移動行業對聯合國全部17個可持續發展目標(UNSDG)的貢獻持續增加。該協會適當地指明:“伴隨著農村模式和可負擔性的擴大,互聯網普及率已達到全世界約四分之三的人口,政府、企業和非政府組織可以共同努力達到聯合國的可持續發展目標,尤其是在良好的健康、福祉、優質的教育、性別平等和氣候行動?!边@是GaN制造商最有期待的一部分。

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