Как ускорить переход контрольно-измерительных приборов на решение задач 5G

Cтандарт 5G NR представил революционные и эволюционные по сравнению с LTE изменения, которые обеспечивают поддержку широкого диапазона устройств и услуг. Подобную трансформацию должны претерпеть и методы испытаний устройств 5G. Это значит, что метрологические потребности производителей абонентских терминалов и сетевого оборудования самым серьезным образом изменятся и, скорее всего, по мере выпуска стандартов 5G им понадобятся новые контрольно-измерительные приборы. Однако новые приборы с лучшими параметрами, вероятно, будут стоить дороже, создавая проблему для компаний-изготовителей, постоянно вынужденных снижать затраты.

Предпосылки к переводу контрольно-измерительного оборудования для решения задач 5G

С технической точки зрения производителям приборов придется столкнуться с применяемыми в 5G более высокими частотами СВЧ- и КВЧ-диапазона. Столь высокие частоты порождают потребность и в более широкой рабочей полосе, вплоть до 2 ГГц. Сопутствующие 5G технологии, такие как формирование диаграммы направленности и MIMO с большим числом каналов, весьма сложны. Повышенные уровни интеграции и более высокие частоты вызывают необходимость выполнять испытания через радиоинтерфейс (OTA).

С коммерческой точки зрения, после недавнего принятия первого стандарта 5G NR можно уже начинать продвижение данных продуктов. Но здесь необходимо соблюдать совместимость с текущей технологией 4G. Производство и совершенствование продуктов 4G будет продолжаться. Для производителей базовых станций этап перехода чреват немалыми проблемами, поскольку большая часть инфраструктуры 4G уже развернута, а инфраструктура 5G еще недостаточно развита. К тому же тенденция постепенного снижения средних розничных цен накладывает ограничения на бюджет.

Три ключевых аспекта и проблемы миграции

Для того чтобы справиться с проблемами перевода контрольно-измерительного оборудования с 4G на задачи 5G, предлагается выделить три ключевые области.

Оптимизация затрат на испытания

Капитальные затраты — стоимость приобретения и установки оборудования — являются первой проблемой, с которой сталкиваются компании, переходящие на технологию 5G. Эти расходы составляют львиную долю общей стоимости владения оборудованием. Учитывая более высокую стоимость приборов, ориентированных на решение задач 5G, капитальные затраты, скорее всего, будут входить в противоречие со снижающейся розничной ценой на беспроводные продукты. По мере снижения цены беспроводных устройств должна уменьшаться и стоимость испытаний.

Таким образом, возникает задача — получить нужное контрольно-измерительное оборудование и снизить стоимость испытаний, не выходя за рамки бюджета.

Один из способов ее решения заключается в улучшении управления основными средствами. Это помогает не только сократить стоимость владения всем парком технических средств за счет отслеживания закупок, гарантийных сроков, контрактов, аренды и обслуживания, но и обеспечивать соответствие всех контрольно-измерительных приборов стандартам качества. Кроме того, программы управления контрольно-измерительным оборудованием, отслеживающие его загрузку в режиме реального времени, позволяют выявлять недостаточно используемое оборудование и избегать лишних капитальных затрат.

Требования новых технологий

Основная часть имеющегося контрольно-измерительного оборудования, скорее всего, не будет отвечать растущему уровню метрологической функциональности, необходимому для технологии 5G. Например, в 5G предусмотрены технологии MIMO, которые требуют применения нескольких каналов и могут не поддерживаться современными методами испытаний 4G.

А потому задачей становится получить новые технологии и вывести продукты на рынок прежде, чем это сделают конкуренты, а также максимально использовать имеющееся контрольно-измерительное оборудование.

Ответ на вопрос, как это сделать, кроется в модернизации технологий, что открывает простой и недорогой путь к обновлению имеющегося оборудования. Например, для удовлетворения текущих метрологических потребностей можно перейти к новым модульным приборам в формате PXI, которые обладают достаточной гибкостью для поддержки будущих изменений по мере развития стандартов 5G.

Обновление

В диапазоне до 6 ГГц существующее контрольно-измерительное оборудование может обладать достаточными возможностями, но, скорее всего, вряд ли полностью удовлетворит требования 5G. В качестве примера можно привести анализатор сигналов, охватывающий диапазон частот только до 3,6 ГГц в соответствии с требованиями 4G. К счастью, некоторые производители контрольно-измерительного оборудования предлагают аппаратное обновление, расширяющее диапазон частот анализатора, так что он сможет выполнять измерения в КВЧ-диапазоне. Иногда обновление доступно через программную лицензию, что предлагает недорогой способ использования имеющегося оборудования.

Проверка наличия и степени загрузки оборудования

По мере перевода оборудования на решение задач 5G парк приборов будет увеличиваться и в его состав войдет новое контрольно-измерительное оборудование, специально ориентированное на 5G. В то же время степень загрузки имеющегося оборудования 4G, по всей видимости, будет неуклонно снижаться.

Здесь возникает задача обеспечить доступ инженеров к необходимому оборудованию, одновременно повышая степень загрузки и сокращая капитальные затраты.

В переходный период принятие объективных решений по управлению оборудованием, основанных на точных данных о текущей степени загрузки, позволит сделать правильные выводы. Эти сведения важны для планирования того, какие функции понадобятся в будущем и как распределить новое и имеющееся оборудование между пользователями.

Управление парком приборов с помощью современных решений

Отделы, занимающиеся измерениями и испытаниями, вынуждены искать варианты получения наилучших результатов меньшими средствами. В связи с этим компания Keysight предоставляет услуги по управлению парком приборов, которые призваны обеспечить полный контроль над оборудованием. Неотъемлемой частью этого решения является программное обеспечение Pathwave Asset Advisor, содержащее три приложения.

Первое приложение, Track & Control (рис. 1), отслеживает приборы, позволяя видеть, где они находятся, и управлять их состоянием, что предоставляет возможность:

• отслеживать контрольно-измерительное оборудование по лабораториям, местоположению и пользователям;
• сократить время на физический подсчет приборов и проверку их состояния;
• легко контролировать перемещения наиболее важных приборов с помощью активных и пассивных технологий.

Рис. 1. Приложение Track & Control использует активные и пассивные технологии для поиска отдельных приборов и оценки их состояния и доступности

Приложение 2, Utilization and Health (рис. 2), следит за контрольно-измерительным оборудованием, определяя его физическое состояние и степень загрузки с помощью служб Utilization and Health, что позволяет:

• повысить степень загрузки контрольно-измерительного оборудования проектами, отделами и отдельными пользователями;
• выявлять неисправные приборы и исправлять ситуацию до возникновения более серьезных проблем;
• финансировать внедрение новых технологий за счет использования не полностью задействованного оборудования.

Рис. 2. Актуальные данные о степени загрузки помогают выявлять возможности дополнительной загрузки оборудования

Наконец, третье приложение — Loan Pool (рис. 3) — распределяет оборудование между рабочими группами, оптимизируя использование контрольно-измерительного оборудования на основе актуальной информации с помощью служб Loan Pool, что позволяет:

• сократить расходы на контрольно-измерительное оборудование за счет оптимизации, стандартизации или совместного использования в нескольких исследовательских лабораториях или в нескольких производственных процессах;
• выявить устаревшие приборы или недостаточную загрузку оборудования и сократить расходы на обслуживание, налоги, страховку и непроизводительные потери.

Рис. 3. Приложение Loan Pool позволяет быстро проверить доступность оборудования.
Красные полосы показывают сданное недоступное оборудование,
а оранжевые — оборудование, которое в настоящее время используется

ПО Asset Optimization компании Keysight отслеживает приборы на протяжении всего жизненного цикла, учитывая потребности в поверке, калибровке и техническом обслуживании, а также возможности обновления по мере развития технологий. От других средств управления оборудованием его отличает способность предоставлять данные о степени загрузки приборов в режиме реального времени, что дает возможность видеть истинную картину, основанную на реальном применении. Эта уникальная способность помогает принимать взвешенные, стратегически правильные решения по приобретению, обслуживанию и списанию контрольно-измерительных приборов. Совместно эти три приложения образуют решение, максимально оптимизирующее окупаемость вложений в контрольно-измерительное оборудование, одновременно гарантируя доступность необходимого оборудования по мере развития стандартов 5G.

Заключение

Производители, переводящие свой парк приборов на стандарт 5G, вынуждены делать больше меньшими средствами в связи со снижением розничных цен и ростом стоимости испытаний. Услуги по управлению парком контрольно-измерительного оборудования компании Keysight помогают получить полный контроль над приборами из одного интегрированного решения. Такое решение обеспечивает прозрачность всех контрольно-измерительных приборов, позволяя принимать взвешенные решения по текущим и будущим приобретениям, что обеспечивает ранний доступ к технологиям 5G и поддержку новых потребностей 4G.