5G无线电网路的广泛采用正深刻影响着我们个人和工作生活的各个层面。透过重新设计目前的传统通讯基础设施，5G影响在消费性电子应用、数位医疗、智慧城市和交通运输方面将比4G/LTE更深远。在5G无线电网路重塑的所有商业领域中，毫无疑问，工业自动化或工业4.0的转型最大。

根据IHS Markit资料显示，即使5G开始在全球部署，工业和工厂环境中的网路基础设施仍然以有线为主。工业乙太网路提供速度和可靠连接的优势，但在物理弹性和频宽方面受限。

智慧工厂要持续变得更智慧，有线网路必不可少。然而，从有线网路转变为无线网路是一项复杂的升级。每个工业客户都有一组独特的环境（从文化素质到财务状况，再到对创新的欲??），会动摇组织进行重大无线升级的能力。

图一

如此重大转变的核心技术就是无线电。5G无线电网路标志着与4G和早期无线网路架构的根本偏离。4G网路建设非常严格，通常包括大型基地台和不弹性的核心网路，该网路主要使用专有硬体。其并采用传统的传输模式，即RF讯号会辐射到一个磁区内的所有使用者。

图二 : 严格建设的4G网路的当前状态

相较之下，5G网路整合的无线电数量数倍於4G网路能够支援的无线电数量，利用可以针对特定用户和地点的先进波束成型技术，进而使频谱效率提高了5倍。当然，在尺寸和功耗不相应增加的情况下提高无线电密度，表示其复杂性更高。

图三 : 更多的无线电一方面带来更高复杂性，另一方面带来了更多机会。

巨大的变化伴随vRAN而来

ADI实现的基本变化之一是从专有的固定无线电存取网路（RAN）转变为虚拟RAN （vRAN）。表示5G硬体从物理专用硬体进化至软体定义替代方案，其中大部分网路营运和管理都在云端处理。这将导致产业透过分解硬体元件（包含无线电、数位和中央单元以及核心网路）来建构和部署5G基地台的方式发生巨变。

vRAN模型的优势是支援全新的新兴使用案例。此优势透过引入网路切片来实现，在网路切片中，可以根据您的具体应用调整极有针对性的频谱使用，以满足不同的应用和用户需求。

网路将被切分的中短期主要向量：

1.增强型行动宽频（eMBB）

传统的无线网路将提供保证输送量、更高频宽和更大的容量下载，适用於手机中的超高画质（UHD）影像传输。

2. 巨量多机器型态通讯（mMTC）

为智慧手机以及智慧家庭和智慧城市使用案例中的数百万装置提供大规模机器对机器连接。

3. 超可靠低延迟通讯（URLLC）

用於无人机、自驾车和工业机器人等安全关键型应用。

图四 : 超可靠低延迟通讯可用於无人机、自驾车和工业机器人等应用。

工业4.0的未来将在某种程度上依赖这些5G实例。根据负载条件和其他因素动态分配资源，生产厂房操作员将有权管理切分网路的方式和地点。

克服5G无线电网路普及道路障碍

工业5G的早期采用者将是港囗、机场和物流中心，随後是工厂和仓库、交通、建筑、公用事业和采矿。5G技术的快速发展将创造增强连接环境，其中人与机器人可以在安全、可靠和经济高效的环境中共存。由此带来的成本节约、可靠性和制造效率将为所需的投资奠定基础，以便在全球多个工厂环境中开发和部署高度安全的5G无线网路。

尽管5G无线电网路的成长态势强劲，但该产业仍需克服一系列挑战才能实现这些目标。

第一个挑战是领头行动营运商缺乏明确的市场推广策略。据估计，在涉及工业制造商的已知交易中，超过70%的交易不包括电信供应商。

第二个问题是电信和管理服务提供者（MSP）之间的系统整合差距，可能会减缓制造商早期采用5G私人网路络的速度。相关可扩展问题是MSP难以从他们的网路营运中心中获得支援。最後，完整服务整合所需的工程、采购和施工服务明显不足。

透过生态系统助推5G无线电网路采用

那麽，如何实现5G工业网路从准备状态到全面采用所需的规模和成本效率? 从ADI的角度来看，透过晶片和IP级别的合作，我们已是大型生态系统的一部分。与许多标准组织和工作组合作，同时积极叁与契约制造商、5G系统整合商和电信营运商活动。

透过这些合作，简化了RF和无线电设计，减少或摒弃昂贵的FPGA，克服尺寸、重量、功率（SWaP）和成本要求方面的严峻挑战。无论哪种外型尺寸小型基地台、大型基地台、MIMO、单频段、双频段、三频段和其他无线电变体，都可以透过开发大规模快速交付的通用硬体和软体平台缩短上市。

5G无线电网路及其整合和互通性具备巨大的挖掘潜力。然而，要充分挖掘这种潜力，我们需要培养生态系统，共用生态系统各方愿景，携手迎接工程和业务挑战。

（本文作者Joe Barry为ADI 无线通讯??总裁）