5G 蜂窩和 Wi-Fi 6 等下一代網絡正在開啟物聯網 (IoT) 的新時代。 憑借更快的速度和更龐大的數據容量，這些超高速、可靠的網絡能支持數以百萬計的設備連入。這些設備可以實現紛繁多樣的功能，涵蓋從相對簡單的智能家居，到更為復雜的工廠自動化、遠程健康監控，或是車隊遠程信息處理等.

為了充分挖掘物聯網的潛力，我們需要在世界范圍內建立一個強大的連接生態系統，來充分利用高速 5G 和 WiFi 6 網絡，同時還要支持其他無線協議，以滿足特定物聯網應用的不同限制和要求。這意味著需要：基于先進的多頻段天線解決方案來設計設備和網絡，以便有效處理更寬的頻率范圍;創建更小、更耐用的嵌入式組件，以便在各種應用環境中記錄和傳輸數據;以及，需要增加基礎設施，來幫助管理無線網絡中可預期的數據激增。

TE Connectivity(以下簡稱“TE”)作為大型電信公司在連接和傳感領域的合作伙伴，我們與客戶通力協作，幫助他們解決一些嚴峻的 挑戰。以下是我們正在進行的重要創新，以幫助物聯網實現爆炸式增長。

先進的天線設計

讓機器對機器實現隨時隨地的通信，這給嵌入式和外部無線天線的性能帶來了新的挑戰。 設備設計人員和工程師需要豐富的天線方案，以滿足不同物聯網應用的需求。

物聯網天線解決方案的其中一個關鍵點是它的寬帶頻率，需要覆蓋從低頻段，如600 MHz的LTE 蜂窩網絡，到 6 GHz 及以上的5G網絡。為了有效捕獲寬頻譜上的信號，天線技術需要提供足夠多的選擇性，和防止其他物聯網設備干擾的絕緣性。

物聯網生態系統中的天線性能還必須與其應用場景的要求相匹配。例如，設于固定位置的設備，所處環境網絡好、信號強度高，那簡單的偶極子或葉片天線就可以滿足它的性能需求。隨著應用場景中網絡質量的下降，則需要高增益的全向或定向天線來確保設備信號能觸達網絡。

為了應對這些挑戰，TE提供了全套的天線解決方案組合，來滿足不同物聯網應用中頻段和性能的多重要求。隨著高速網絡的不斷推廣持續推動物聯網創新，TE深厚的定制天線能力可以持續滿足新應用的頻率范圍和設計要求。

外形尺寸改進

隨著物聯網的發展，市場對天線和傳感器的要求越來越高，除了希望它們具備先進的性能，也希望它們能提供越來越小的封裝尺寸。無論是可穿戴設備、家居自動化控制面板，還是智能交通的跟蹤設備，這些應用領域的小型化需求還在不斷攀升。

印刷電路板 (PCB) 和柔性電路板 (FCB) 天線的創新已經為小尺寸應用提供了強大的產品選擇。在公共安全車輛上，我們也看到了相似的天線小型化的進程。鞭狀天線已退出市場，取而代之的是小巧的鯊魚鰭天線和鹽罐式天線，這些天線可以支持寬帶無線，GPS/GNSS，和創建全聯網車輛所需的其他頻段。

我們的工程師團隊一直致力于在更小尺寸的天線中增加多個端口和額外頻率來滿足這些需求。

適用于任何環境

從工廠車間，到農田，再到人們的手腕，物聯網設備無處不在。要確保這些設備持續不斷地記錄和傳輸數據，它們的設計必須要耐受一系列不可預測的環境情況。

物聯網設備設計人員可以從各種滿足其特定應用標準的天線和其他組件中進行選擇。作為連接解決方案提供商，TE 致力于對我們的組件進行嚴格測試，以確保它們擁有足夠的彈性，可以應對溫度、濕度、振動和沖擊，以及其他可能威脅性能的嚴苛環境。

定制也是物聯網應用的一個關鍵需求，每個應用都有其獨特的環境要求。例如，我們的團隊曾與一位客戶合作，該客戶需要為住宅區的戶外電箱安裝天線。客戶的要求是天線必須能經受得住棒球棒或滑板的直接撞擊。為此我們的工程師開發出一種小巧、堅固的圓頂天線，能非常好地滿足這個要求。

另外一個案例是，一個醫療技術行業的客戶找到我們，希望TE幫助其開發一種無線、可穿戴、非侵入式治療設備。于是，我們為其定制了一款天線產品，只要在手表大小的設備上就能提供手機式的多頻帶 4G LTE 連接。

功耗和熱管理

支持更寬的頻帶，并提供更好的信號覆蓋范圍通常需要設備有更高的功率。更高的功率也意味著產生更多的熱能。

尺寸較小的設備和嵌入式應用無法依靠風扇來散熱。于是，元器件制造商轉而使用多功能結構設計方法，實現在電路板層面散熱，從而為其性能的穩定性保駕護航。

數據處理和存儲解決方案

在無線網絡中增加數百萬個額外的連接設備將導致需要傳輸到云或中央數據中心的數據量大幅激增。 數據中心和云計算提供商會通過擴大它們的數據容量來應對這一情況。然而，如果沒有強大的天線模式和MIMO相關性能的支持，即使高速網絡可以支持低延遲通信，集中式服務器/存儲器與提供實時安全或關鍵任務型應用的物聯網設備之間仍然存在通信延遲的風險。

關鍵任務物聯網應用的增長將推動對邊緣計算解決方案的需求。邊緣計算解決方案可以使數據處理和存儲更接近物聯網設備。構建這些邊緣網絡需要考慮和解決一些重要的新問題。與溫度和濕度控制良好的集中式數據中心相比，位于現場機房的數據基礎設施可能面臨相對惡劣的環境。這導致網絡設計人員不得不尋找更堅固耐用的電纜和連接器，來適應缺乏可控性(或者說更惡劣)的邊緣環境。

物聯網需要全面集成和優化的連接基礎設施，這就是為什么除了用于支持智能設備的天線、傳感器和其他組件外，TE將電纜和連接器也作為其物聯網產品的一部分。

合作開發新的物聯網架構

毫無疑問，高速網絡可以幫助物聯網實現飛躍。 有關智慧城市、全自動工廠和自動駕駛汽車的愿景正在逐漸成為現實。

但光靠更快的網絡本身是無法實現“互聯世界”這一愿景的。為了激發物聯網的潛能，政府、電信公司、設備制造商、建筑業主和像 TE 這樣的連接解決方案專家必須攜手合作，共同創建一個完善的生態系統，來應對更快、更強大的無線網絡帶來的新機遇和新挑戰。

關于作者：

Mike Tryson

TE Connectivity數據與終端設備事業部副總裁兼首席技術官