5G идет! Вы, вероятно, слышали затаив дыхание. Эта сверхскоростная беспроводная технология пятого поколения действительно изменит целые отрасли промышленности, а также значительное влияние на применение пластиковых материалов, и принесет с собой новые захватывающие возможности. Но, по иронии судьбы ... не так быстро.
Потребности в сетевой инфраструктуре
Чтобы сигналы миллиметрового диапазона (mmWave) 5G работали в соответствии с требованиями, сетям потребуется совершенно новая инфраструктура базовых станций и передатчиков, простирающаяся во всех направлениях. Поставщики оборудования, такие как Samsung, Ericsson и Nokia, уже вкладывают миллиарды долларов в строительство этих двухточечных станций.
Нужно отметить, что ммволны - в отличие от текущих сигналов 4G - имеют тенденцию достигать максимума через несколько сотен метров, они не могут огибать повороты или проходить через стены и зависят от плохой погоды. Эта инфраструктурная потребность открывает огромные возможности для тех, у кого есть материалы, включая современные пластики, которые могут помочь им работать.
В интервью на январской выставке CES 2019 в Лас-Вегасе Кассио Тиете из корпорации Intel отметил, что «5G - это гораздо больше, чем «еще один G». На самом деле с сетью происходит целая революция»- среди прочего, она становится гибкой и масштабируемой. Tiete, старший директор Intel по развитию рынка 5G, Cloud, Network IoT, сказал, что для реализации потенциала технологии «во многих случаях необходимо будет восстанавливать сети».
Это означает необходимость в огромном количестве новых вышек микроэлементов, маршрутизаторов и плоскопанельных массивов с антеннами. Джоэл Маско, менеджер по маркетингу сегмента рынка в Питтсбурге - поставщик электроники и бытовой техники для поставщика материалов Covestro, считает, что потребность в таких станциях будет в 10-100 раз больше, чем в настоящее время.
5G технологические преимущества
Потенциал ошеломляет. В исследовании IHS Markit, проведенном в 2017 году по заказу Qualcomm, прогнозировалось, что переход на 5G может потребовать товаров и услуг на сумму до 12,3 триллионов долларов США, обеспечиваемых технологией. Это, в свою очередь, увеличит глобальный ВВП примерно на 3 триллиона долларов США и создаст примерно 22 миллиона рабочих мест к 2035 году. 5G обладает гораздо более высокими скоростями мобильной передачи данных - до 10 гигабайт в секунду, или, в конечном итоге, более чем в 10 раз быстрее, чем у современных 4G. Это позволит потребителям загружать полнометражные фильмы высокой четкости за считанные минуты. Ожидается, что низкие задержки 5G (время задержки) и надежная связь позволят реализовать множество технологий, от искусственного интеллекта и машинного обучения до умных городов, автономных транспортных средств, интеллектуальных энергосистем и здравоохранения, таких как телездравоохранение и удаленная хирургия.
Кроме того, ожидается, что 5G ускорит внедрение Интернета вещей (IoT). Интернет вещей - это соединение практически всех машин и устройств через Интернет. Аналитики из DBS Group Research прогнозируют, что число таких связанных устройств в мире вырастет до 125 миллиардов к 2030 году по сравнению с примерно 11 миллиардами в прошлом году.
Что делают компании 5G
Во время медиа-мероприятия Qualcomm на выставке CES 2019 Пит Лянча, вице-президент по корпоративным коммуникациям, заявил: «Наконец-то мы в 5G». Он отметил, что ожидает, что в 2019 году более 20 устройств запустят версии 5G даже если сети еще не будут полностью готовы, чтобы максимально использовать рекламируемую производительность.
Например, Verizon в октябре прошлого года включил услугу 5G Home, «первую в мире сеть 5G», в некоторых районах Хьюстона, Сакраменто, Лос-Анджелеса и Индианаполиса. Он запустил 5G в некоторых районах Чикаго и Миннеаполиса в начале апреля. В настоящее время в центре внимания находятся высокоплотные, открытые пространства, городская среда.
Между тем Китай, как ожидается, возглавит мир в широком распространении этой технологии. Это подчеркивается тем, что правительство США (из-за предполагаемой обеспокоенности по поводу безопасности) ведет политическую борьбу против китайской компании Huawei Technologies Co. Ltd., крупного поставщика ключевых технологий 5G.
Итак, какова роль пластика на этой вечеринке?
Материалы, используемые для беспроводных передатчиков, могут оказать существенное влияние на передачу радиочастотного (РЧ) сигнала на более высоких частотах, особенно 5G-сигнала. «Из-за материальных помех на микроволновых частотах, - говорит Мацко, - ослабленные сигналы испытывают трудности при прохождении через стены или за угол». Он отмечает, что коэффициент рассеивания (df) и диэлектрическая проницаемость (dk) являются ключевыми свойствами материала, которые влияют на передачу РЧ , Covestro, крупнейший в мире поставщик поликарбонатных (ПК) смол и смесей, среди прочих конструкционных полимеров, наблюдает повышенный интерес клиентов к данным о свойствах ПК (PC). В конце концов, необходимое оборудование 5G понадобится как внутри, так и снаружи, во всех типах сред.
«Мы оптимизируем df / dk в выбранных полосах частот для базовых станций 5G и факторов производительности», - сказал Маско в недавнем интервью. «Ключевая идея заключается в том, чтобы сбалансировать множество различных требований». К ним относятся огнестойкость (поскольку некоторые из этих станций будут прикреплены к зданиям), устойчивость к атмосферным воздействиям (например, воздействие ветра, дождя, снега и ультрафиолетового света) и прочность (понимание того, что в некоторых экстремальных случаях ожидается, что некоторые корпуса выдержат температуры намного ниже нуля по Цельсию).
«Мы хотим, чтобы передние крышки этих станций были как можно более проницаемыми для РЧ, чтобы минимизировать материальные помехи, - сказал Маско, - и это аргумент в пользу поликарбоната». Антенны будут уменьшаться по мере увеличения частоты в полосах частот, он также отметил, что «Потребности будут отличаться практически для каждого приложения».
Одна технология, которая направлена на увеличение силы и согласованность сигналов 5G, называется «формирование луча». Формирование луча, согласно ассоциации технологий IEEE, «представляет собой систему сигнализации трафика для базовых станций сотовой связи, которая определяет наиболее эффективный маршрут доставки данных к конкретному пользователю, и при этом уменьшает помехи для соседних пользователей». Это будет включать установку новых антенн в нескольких областях устройства с встроенными чипсетами, служащими для формирования лучей, процесс, который, по словам Матско, «вероятно, займет годы, чтобы довести его до совершенства».
Первоначально 5G должен пользоваться наибольшим успехом в районах с высокой численностью населения и плотностью устройств, считает он, например, в общественных местах, таких как стадионы, общественный транспорт, аэропорты, площади и т. Д. К 2022-23 гг. он начнет играть большую роль в транспортных средствах (опять же, начиная с городских районов), и поможет облегчить внедрение автономных транспортных средств и технологий умного города.
Что еще затронет 5G
С 5G каналы данных должны будут стать намного больше, поскольку они будут перемещать гигабайты, а не просто мегабайты данных на высоких скоростях. Спрос на пропускную способность, вероятно, вырастет в пять раз в следующем году и в десять раз в ближайшие несколько лет, по оценкам Маско. Он сравнивает переупаковку цифрового сигнала в сети 5G с более плотной упаковкой содержимого в большем, более быстром грузовике.
В то время как Китай вкладывает огромные средства в развитие технологий 5G, его усилия будут следовать политике и регулированию. С другой стороны, Соединенные Штаты предлагают наибольшее разнообразие вариантов использования, по словам Маско, с множеством различных географических регионов и разнообразием отраслей конечного рынка, таких как мобильность, здравоохранение, развлечения и т. Д.
«В США может произойти более хаотичное развертывание, но технология имеет потенциал для более быстрого и широкого развития, чем в других регионах», - прогнозирует Маско. Между тем Европа в настоящее время отстает в 5G.
Игнасио Контрерас, директор по маркетингу 5G для технологического гиганта Qualcomm, заявил в интервью на выставке CES в этом году, что из-за пропускной способности металл будет наименее желательным материалом для использования в новых базовых станциях 5G. На первый план выйдет стекло или пластик.
Это позволяет таким фирмам, как Covestro и другим производителям полимеров, подготовиться к удовлетворению насущных потребностей завтрашней революции 5G.