在為您的 5G 設備應用選擇模塊時，需要考慮以下六個關(guān)鍵因素，包括預認證。

根據(jù) Omdia 和 TeleGeography 的數(shù)據(jù)，到 2021 年底，全球 5G 連接數(shù)和 220 個商業(yè)網(wǎng)絡有望超過 5.4 億個。這些數(shù)字對于工程師、系統(tǒng)設計師和其他負責將蜂窩連接添加到他們的設備和工作流程的人意味著什么?

一個要點是數(shù)量驅(qū)動的好處。設備和網(wǎng)絡越多，5G 降低成本曲線的速度就越快。這使得 5G 對于物聯(lián)網(wǎng)和消費電子產(chǎn)品等價格敏感的應用越來越可行。

這種趨勢似乎是開始使用 5G 而不是 4G 的明確信號。在很大程度上，這是真的。但情況并沒有那么明確。這就是為什么——以及在決定是否、何時以及如何開始使用 5G 時需要考慮的六個關(guān)鍵事項。

瀏覽頻譜選項

頻譜選擇直接影響您產(chǎn)品的性能、可靠性、電池壽命、運營商選擇、目標市場和成本。5G 設計為在 63 個頻段中運行，遠遠超過任何上一代。這些頻段的范圍也從 600 MHz 到 48 GHz，其中許多頻段遠遠超出了傳統(tǒng)的蜂窩頻段。這意味著即使您有將蜂窩調(diào)制解調(diào)器集成到設備中的經(jīng)驗，5G 仍然伴隨著陡峭的學習曲線。

例如，每個頻段都有自己的信號傳播特性和帶寬能力。毫米波 (mmWave) 頻譜 — 24 GHz 及更高 — 支持數(shù)千兆位速度，非常適合帶寬密集型應用，例如 4K 視頻監(jiān)控攝像頭回程或?qū)?8K 視頻流式傳輸?shù)浇诌厰?shù)字標牌。

需要注意的是，移動運營商通常僅在某些區(qū)域部署毫米波基站，例如市中心、商場、商業(yè)園區(qū)和體育場。這是因為頻率越高，信號范圍越短，這意味著運營商必須部署更多站點來覆蓋給定區(qū)域。路燈桿上的毫米波基站可能只有幾百米的覆蓋范圍。只有人口稠密的地區(qū)才有足夠大的潛在客戶群，讓運營商能夠收回所有這些額外站點的資本支出和運營支出。

如果應用程序在小城鎮(zhèn)和州際高速公路等其他地方需要千兆速度怎么辦?然后它的 5G 模塊必須支持其他較低頻率的頻段，以確保連接始終可用。這也可能需要載波聚合 (CA)，其中組合多個頻率的多個信號以實現(xiàn)目標帶寬。

另一個因素是物理障礙。在更高的頻率下，墻壁、窗戶甚至樹葉都會將信號衰減到帶寬驟降的程度——或者連接完全丟失。這就是為什么重要的是要考慮設備將在哪里使用：在室內(nèi)?戶外?兩個都?同樣的問題也適用于 5G 基站。例如，如果設備用于室內(nèi)，例如工廠自動化，如果基站也在室內(nèi)，而不是試圖通過外墻發(fā)送信號，吞吐量將更加一致，連接將更加可靠。

誰擁有 5G 網(wǎng)絡?

工廠自動化場景突出了另一個關(guān)鍵考慮因素：誰擁有您的設備將使用的 5G 網(wǎng)絡?如果產(chǎn)品針對的是商業(yè)市場，它可以是專用網(wǎng)絡，可以采用以下三種形式之一：

· 企業(yè)擁有核心和無線接入網(wǎng)絡 (RAN)，就像移動運營商一樣。

· 該企業(yè)使用移動運營商公共 5G 網(wǎng)絡的虛擬私有切片。

· 一種混合組合，企業(yè)擁有本地網(wǎng)絡，但也使用公共 5G 網(wǎng)絡的私有切片進行廣域覆蓋。

移動運營商可以使用比私人運營商更多的頻段。例如，在美國，專用網(wǎng)絡可能使用CBRS 頻譜(3.55 至 3.7 GHz)，也稱為頻段 48。因此，如果設備的目標市場是擁有 5G 網(wǎng)絡的美國企業(yè)，那么其模塊和天線必須支持 CBRS。

如果一些目標客戶使用公共網(wǎng)絡的虛擬切片或混合組合，那么另一個考慮因素是 5G 可用性。盡管截至 2021 年底，大約有 220 個 5G 網(wǎng)絡投入商業(yè)服務，但要與 4G 目前擁有的近 700 個網(wǎng)絡相匹配還需要幾年的時間。事實上，TeleGeography 估計，到 2023 年底，5G 仍然不到一半，全球約有 329 個網(wǎng)絡。

因此，該模塊將需要支持 4G，以便在尚未提供 5G 獨立網(wǎng)絡(公共或私有)的地區(qū)使用。這種稱為“雙連接”或 EN-DC 的功能增加了模塊的復雜性，這也帶來了與監(jiān)管批準和移動運營商認證相關(guān)的額外挑戰(zhàn)和成本。

預認證可減少開發(fā)時間和成本

即使模塊不需要 4G 支持，認證也是一個關(guān)鍵考慮因素，因為它們會影響將 5G 產(chǎn)品推向市場的成本和交貨時間。為了最大限度地減少這兩種情況，請尋找由主要移動運營商和監(jiān)管機構(gòu)預先認證的 5G 模塊，例如聯(lián)邦通信委員會 (FCC)、PCS 類型認證審查委員會 (PTCRB)、無線電設備指令 (RED)、全球認證論壇 (GCF)、日本無線電法 (JRL)、日本電信商業(yè)法 (JTBL) 和韓國通信委員會 (KCC)。

運營商和監(jiān)管機構(gòu)的認證也會影響 5G 設備的潛在市場和收入潛力。擁有的越多，可以銷售的國家和地區(qū)就越多。這種靈活性對跨國企業(yè)客戶也特別有吸引力。

功耗：更少意味著更多

許多 5G 應用將涉及電池供電的設備，例如醫(yī)療可穿戴設備和工業(yè)傳感器。在這些情況下，功耗是一個主要考慮因素，特別是如果應用程序是關(guān)鍵任務，或者如果設備預計在該領(lǐng)域中保持十年不變。

5G 標準包括旨在最大限度延長電池壽命的功能。例如，5G 可以比前幾代更快地傳輸數(shù)據(jù)，因此設備花費更少的時間——因此更少的能量——發(fā)送和接收。多輸入多輸出 (MIMO) 天線技術(shù)還增加了信號強度，這有助于最大限度地減少數(shù)據(jù)包丟失，從而減少重傳的需要。

但是還有許多額外的考慮因素可以進一步延長電池壽命。其中一些取決于其他選擇，例如頻譜。例如，如果 5G 設備將使用毫米波頻譜，則該模塊應與低功率天線配對。

檢查速度規(guī)格

5G是速度的代名詞。例如，3GPP 5G 標準包括增強型移動寬帶 (eMBB) 功能集，支持 10 Gbits/s 的峰值下行鏈路速度。令人印象深刻的是，對于許多 5G 應用，例如監(jiān)控攝像頭回程和企業(yè)辦公室的 SD-WAN，模塊的上行鏈路功能將同樣重要或更重要。

另一個與速度相關(guān)的細微差別涉及 CA 和 EN-DC 的聚合。仔細檢查模塊的 EN-DC 和 CA 組合，以確保它們不會在實際部署中產(chǎn)生性能限制。例如，由于缺少 EN-DC 組合，有時 5G 性能在某些領(lǐng)域甚至可能低于 4G。

最大化 5G 模塊的價值和使用壽命

精心設計的 5G 模塊還可以降低設備的物料清單 (BOM) 成本，從而有可能提高盈利能力。較低的 BOM 成本還可以使該設備開拓更大的市場，包括對價格敏感的物聯(lián)網(wǎng)應用，例如智能電表。

例如，具有強大處理能力的模塊也可以運行用戶空間應用程序，無需單獨的硬件。這也可能是利用嵌入式應用程序開發(fā)環(huán)境的機會，例如可以由 Linux 客戶端應用程序調(diào)用的一組功能。

最后，考慮設備的物理環(huán)境。例如，如果它會受到較大的溫度波動和振動(例如車隊遠程信息處理模塊)的影響，請選擇工業(yè)級模塊。尋找 –40?C 至 85?C 的溫度范圍，以及有效散熱的熱設計。避免使用為消費級設備設計的模塊，例如筆記本電腦、平板電腦和移動熱點。