無線網絡打開了高速數據傳輸的大門，其中包括商業運營商的3G、4G和5G服務以及諸如藍牙和Wi-Fi等更多私有網絡。無線技術的進步如此之大，以至于數據消費者普遍期望和需要高分辨率的流視頻。

從個人使用到私有用途，再到商業、政府甚至軍事用途，無線協議和傳輸/接收系統正在改變我們眼前的世界。迄今為止，Wi-Fi和藍牙已廣泛服務于普通大眾，而蜂窩網絡則服務于少數規模較大的用戶。手持設備、交換機、路由器和基站等新一代5G設備正在改變信號塔的架構，使得個人、團體和機構部署私有5G網絡成為可能。私有5G網絡正在悄然興起。

行業支持

眾多市政和工業部門正在密切關注實施自己的私有5G網絡。實業家和制造工廠對此也興趣濃厚。隨著工廠內的自動化程度越來越高，控制和數據監控構架已具備全球化水平。機器制造商可以在全球范圍內實時連接其機器，執行高級診斷、性能監控以及收集過程控制統計數據，

甚至還可以遠程控制機器的運行。為了優化生產設施，可以將實時訂單處理與物流供應鏈運營和制造計劃相結合，在受控條件下停機進行維護與維修。由于停機和啟動過程會耗費寶貴的時間和資源，因此根據需要進行計劃和調度意味著停機時間更短，生產線故障更少。

私有5G網絡具有高速和低延遲特性，因此控制回路的響應更迅速。例如，從切削刀具斷裂到發出有序停機命令的50毫秒延遲時間可能會使銑床遭受更大的損壞。Wi-Fi甚至4G服務都無法提供5G的1毫秒延遲響應時間。5G意味著昔日無法利用無線技術的工廠現在可以充分利用網絡。

私有5G網絡的另一個優勢是能夠屏蔽多種安全威脅。即使存在將私有網絡連接到公共互聯網的鏈接，這些鏈接也可以通過單個接入點進行管理，從而消除端點和網絡攻擊、勒索軟件以及當網絡上每個節點都可以直接公開訪問時更容易啟動的惡意攻擊。單接入點架構還可以降低成本，因為下游設備不需要為5G服務付費。

這也很重要，因為專用的AI和云服務可以實現AI功能，而這些功能可以利用學到的行為來預測刀架何時會發生故障，例如，在實際發生之前。由于人工智能系統在某些方面已經超越了人類的能力，通過在制造過程中增設安全AI監控，有助于發現應改進的作業標準環節。

為何推廣私有5G網絡?

5G網絡更適合為私人服務有以下幾個原因。主要原因在于，與3G和4G不同，5G信號的穿透能力不強。這意味著如果一個區域要覆蓋具有足夠完整性的有效5G信號，就需要在更多地方設立更多信號塔，這樣信號塔才能更靠近訂閱用戶。在各處安裝更多信號塔是一項昂貴的投資。

而且，與3G和4G不同，5G路由器體積小、重量輕、功耗低且價格實惠，這意味著私人住宅、辦公空間和偏遠地區可以安裝自己的5G基站，類似于私人擁有的信號塔。由于農村地區的光纖基礎設施已建成，因此能夠以很低的成本安裝和維護單個低成本的本地化5G基站。5G信號塔將成為過去的Wi-Fi路由器。

推廣低成本5G基站的另一個因素是器件制造商推出了5G芯片組。當波長在毫米范圍內時，高度集成的處理器和通信電子元件可以做得更小巧。集成天線和PCB波導能以更低的成本實現更好的性能，特別是波束調向波導可采用3D打印，而不必使用昂貴、復雜的工藝進行加工和制造。貿澤等分銷商已經在供應Amphenol 5G系列的集成5G射頻連接器，該系列連接器可集成到5G電路板、電纜組件和5G天線陣列。

5G令人振奮的一個方面是它使用波束調向技術來實現傳輸定向。這增加了到達視距點的射頻波的功率密度。電子轉向不需要機械旋轉或仰角修正，一切通過電子方式完成。

更容易獲得且成本更低的5G芯片組還有另一個優勢，即物聯網設備制造商可以直接連到5G網絡。盡管大多數情況下不必如此，因為大部分私有物聯網設備都比較簡單，如恒溫控制器、燈具和音樂控制器，并不是全部適用。如今，任何需要高速度和低延遲的設備都可以進入物聯網世界。

這種架構還降低了運營商在所有位置實施5G的成本，因為每個位置都有用戶自己的信號塔。聚合、高速光纖或骨干網5G意味著大面積覆蓋，隨著自動駕駛車輛數量的增加，這一點尤其重要，因為安全現在是一個關鍵問題。

部署私有5G網絡的關鍵是安全性。企業和IT經理可以設置、維護和更改其安全保護方案、密碼、身份驗證并隨機報告。私有5G基站背后的設備現在能夠以更高的安全可信度進行通信。防火墻后的設備對設備身份驗證將變得更簡單，讓連接的設備成本更低、尺寸更小、速度更快，因為可以減少來回身份驗證技術。

并非每個5G物聯網設備都需要高數據速率和低延遲，但能夠建立覆蓋范圍更廣的私有5G網絡的客戶將擁有額外的優勢。本地控制的5G鏈接將允許增加AI與我們周圍設備的集成。隨著人工智能系統更全面地向公眾開放，業界和工廠將能夠在本地利用AI技術，再次限制黑客和勒索軟件的攻擊。

從軍用和執法設備到無人機，5G可能實現的高帶寬速度和快速響應將使AI控制的機器集群能夠高效調節人性化設置。

當前現狀

假設您已準備好部署設備，則可以選擇定制一個5G網絡。您可以使用非授權頻譜，例如公民寬帶無線電服務（CBRS）的一般授權接入（GAA）。這將是最常見的私有5G部署形式，因為最終用戶不必擔心許可和頻段調整。只需做點簡單的設置就可以讓私有5G像Wi-Fi路由器一樣啟動和運行。

廣大設施和工業用戶可從在FCC拍賣中購買了優先接入許可證（PAL）的團體選擇許可頻譜。通常，規模較大的運營商有資源分到頻譜供他們使用。與現代蜂窩網絡運營商一樣，這些運營商通常以按月付費的形式向您出售接入權限。

如果您有雄厚的財力和專業的律師團隊，就可以在FCC頻譜拍賣中申請并競標，以期分到頻譜。分到頻譜后，就可以設置您的設備使用該頻譜內的信道，還可以設置加密方案與網絡架構以滿足您的需求。幾家主要的運營商已經在利用這些提供的服務。例如，Verizon、AT&T、思科和亞馬遜，正在向具有專業知識和設備的終端客戶出售頻譜和許可服務。盡管仍然受制于費率和服務，但規模較大的運營商可提供更多的交鑰匙、云和AI解決方案，利用技術專長為您提供幫助。

后記

私有5G網絡值得關注，無論其規模大小。高速數據傳輸加上低延遲可以為物聯網設備以及更高級別的數據密集型服務騰出擴展空間。除非擁有自己的頻段，否則您需要根據運營商的頻率設置自己的5G基站。

在美國，Verizon、T-Mobile、Sprint與AT&T等運營商使用不同的頻段。這些頻段也隨國家和地區而異。例如，日本使用2.7GHz至28.28GHz，中國使用24.25GHz至27.5GHz，瑞典使用26.5GHz至27.5GHz，而歐盟則使用24.25GHz至27.5GHz。

必須根據您計劃使用的運營商設置您的設備。此外，目前正在使用的較低頻段為3.5GHz至6GHz，但更高的頻段也將開放（24GHz至40GHz）。我們正處于私有5G網絡的起步階段，因此預計還將出現許多新產品和新服務。這些也會隨國家和地區而異。例如，中國將使用37GHz至43.5GHz，而美國將使用28GHz至39GHz。

結論是，廣泛部署的5G路由器基站可取代Wi-Fi作為室內服務標準。實施私有5G網絡時可采用定制程度更高的特定加密機制與技術，比僅使用Wi-Fi在場所范圍內通信更加安全。

制造商正在努力提高可用于5G通信的設備產量。Amphenol 5G連接器以及手機運營商和云服務等元器件與服務可隨時提供幫助。

關于貿澤電子

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