電信營(yíng)運(yùn)商計(jì)劃從明年底開(kāi)始采用5G固定無(wú)線(xiàn)服務(wù)作為最后一哩(last-mile)接取技術(shù)，延伸其核心LTE網(wǎng)絡(luò)至鄰近街區(qū)。 畢竟，只要在街坊鄰近地區(qū)豎根桿子，比起透過(guò)光纖連接家庭更容易得多...
5G蜂巢式技術(shù)將從大規(guī)模部署固定無(wú)線(xiàn)接取(FWA)服務(wù)開(kāi)始，不僅導(dǎo)致智能型手機(jī)發(fā)生重大變化，最終還將取得一些驚人的數(shù)字成果。
這是愛(ài)立信(Ericsson)杰出工程師Dave Allen在今年Hot Interconnects大會(huì)的專(zhuān)題演講中所強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)。 他指出，美國(guó)電信營(yíng)運(yùn)商Verizon和AT&T已經(jīng)宣布計(jì)劃從明年底開(kāi)始采用28GHz和39GHz的5G技術(shù)作為最后一哩(last-mile)接取技術(shù)。 「在街坊鄰近地區(qū)豎根桿子，將會(huì)比透過(guò)光纖連接家庭更容易得多了。 」
這一部份可歸功于這些固定的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)——愛(ài)立信預(yù)計(jì)，在2027年以前，采用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的流量將會(huì)超過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。 最初的5G固定無(wú)線(xiàn)服務(wù)將作為營(yíng)運(yùn)商核心LTE網(wǎng)絡(luò)的鄰近街區(qū)延伸。
推出結(jié)合4G/5G的服務(wù)有別于過(guò)去，一部份原因在于純粹的5G技術(shù)還需要進(jìn)行大量艱巨的任務(wù)。
例如，毫米波(mmWave)發(fā)射器和接收器需要使用大規(guī)模多輸入多輸出(Massive MIMO)天線(xiàn)，而且在兩側(cè)都得配備波束成形(beamforming)技術(shù)。 這些技術(shù)可用于補(bǔ)償從傳統(tǒng)3G升級(jí)到5G 39GHz無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)時(shí)大約40dB的訊號(hào)損耗。
Allen指出，在這些頻段中，干擾可能來(lái)自于「穿過(guò)我們身體、鳥(niǎo)群和快速駛過(guò)的卡車(chē)所傳送的無(wú)線(xiàn)訊號(hào)——其所導(dǎo)致的訊號(hào)損耗比有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)更高千萬(wàn)倍。 」。
他將massive MIMO描述為「一種空間多任務(wù)的形式...... 將多個(gè)低速訊號(hào)分配給數(shù)組中的不同天線(xiàn)，其帶寬可經(jīng)由兩側(cè)最少數(shù)量的天線(xiàn)加以限制。 」
波束成形技術(shù)最早見(jiàn)于1905年。 它使用了在較低頻段中效果較不顯著的建設(shè)性干擾(constructive interference)技術(shù)。
MIMO和波束成形結(jié)合在一起，有助于促進(jìn)頻譜再利用的最大化。 Allen風(fēng)趣地說(shuō)：「當(dāng)你的資源非常稀少時(shí)，大可以扔上大量的數(shù)學(xué)算法。 」
Allen強(qiáng)調(diào)，如何將MIMO和波束成形技術(shù)封裝于手機(jī)中，將是5G面臨的最嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一。 「手機(jī)無(wú)需使用任何移動(dòng)組件，就能經(jīng)由計(jì)算數(shù)學(xué)變換而持續(xù)集中于一個(gè)天線(xiàn)塔，而只需改變相位和操控訊號(hào)就能立即重新定位。 」
同樣地，5G基地臺(tái)將使用所謂的協(xié)調(diào)多點(diǎn)技術(shù)，在不同的天線(xiàn)之間中繼波束成形任務(wù)。 盡管這一類(lèi)電子產(chǎn)品存在開(kāi)發(fā)難度，但購(gòu)買(mǎi)頻譜和天線(xiàn)塔使用權(quán)可望彌補(bǔ)一半以上的無(wú)線(xiàn)接取成本。
他說(shuō)：「現(xiàn)代的教堂尖塔被設(shè)計(jì)成專(zhuān)用于手機(jī)的發(fā)射天線(xiàn)——位置理想的教堂可為營(yíng)運(yùn)商提供良好的聯(lián)機(jī)接取，甚至為教會(huì)帶來(lái)3萬(wàn)美元的年收入。 」
但更大的統(tǒng)計(jì)數(shù)字則來(lái)自營(yíng)運(yùn)商方面。 據(jù)愛(ài)立信估計(jì)，在2020年5G發(fā)布之時(shí)，將會(huì)有95億個(gè)蜂巢式用戶(hù)，其中約有60億用戶(hù)使用智能型手機(jī)。 屆時(shí)，平均每位用戶(hù)每個(gè)月所耗用的行動(dòng)數(shù)據(jù)量將從2015年的3.8GB迅速增加到22GB。
「這些數(shù)字著實(shí)令人驚訝...... 而且他們需要架構(gòu)和技術(shù)響應(yīng)以支持這一成長(zhǎng)。 」Allen解釋這就是為什么當(dāng)今技術(shù)產(chǎn)業(yè)持續(xù)專(zhuān)注于「不斷向外擴(kuò)展」之故。
例如，一個(gè)數(shù)據(jù)封包在5G新無(wú)線(xiàn)(NR)和無(wú)線(xiàn)接取網(wǎng)絡(luò)(RAN)之間來(lái)回傳輸一趟的時(shí)間是3毫秒(ms)，這較采用LTE時(shí)需要20ms更大幅縮短傳輸時(shí)間。 5G NR將支持從600MHz到100GHz的頻率，信道從20MHz擴(kuò)展到100MHz以上，而且能夠動(dòng)態(tài)地改變其所支持的上行與下行流量之比。
總之，5G「正在試圖將無(wú)線(xiàn)技術(shù)擴(kuò)展到新的垂直市場(chǎng)及其鄰近領(lǐng)域」，從農(nóng)場(chǎng)中大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)部署一直到工廠中對(duì)延遲敏感的機(jī)器人。 同時(shí)，針對(duì)某些物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，工程師正力求使無(wú)線(xiàn)成本壓縮到1美元?！高@真的非常吸引人，而我們所收集的信息量將是非常巨大的。 」總之，Allen補(bǔ)充道：「5G技術(shù)無(wú)法一言以蔽之——而我們正嘗試讓所有的技術(shù)浮出臺(tái)面。 」