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5G来了——管它是什么呢

时间:2024-02-05

随着各大运营商争相向市场推出5G服务,争议也越来越大。

 

与大部分时代不同,无线时代都是用方便的数字做名称,而且每个名称都代表着非凡的新能力,比如,2G首次实现了短信发送,3G则让我们能够畅游网络。

所以现在,随着手机厂商和互联网服务提供商开始讨论5G及其工作细节,人们都在猜测,当运营商能够以每秒100兆比特的高速度向智能手机传输数据时,会出现什么样的新奇迹。我们很快就会知道了:今年,威瑞森和AT&T公司计划通过采用早期5G技术建立的固定无线网络,向部分家庭和企业提供宽带互联网。这些5G试点项目让公众第一次有机会展望未来,一瞥21世纪20年代初才会全面到来的无线未来。

运营商希望利用5G,以10倍于如今4G网络的速度向智能手机用户传输数据,且只有1毫秒的延迟。国际电信联盟(ITU)等标准组织从2012年起,要在未来的8年当中建立起5G技术规范并完善性能参数,目前正是这一工作的中间时段。ITU5G负责人科林兰特里(Colin Langtry)表示:“目前一切都是开放的。”

对许多投资5G建设的人来说,这个时间表是一个很大的问题。到2020年5G标准最终确定之时,各运营商和政府预计已投入50亿美元用于5G建设。面对这样的巨额投资以及来自渴求数据的客户的压力,各运营商都在加速前进。去年,为了找到最适合5G传输的无线电、天线和信号处理技术,各企业完成了一系列实验室测试和实验,希望尽快把这些技术和功能推向市场。

“5G真的是一个很模糊的概念。”美国国家科学基金会无线计划项目主管提亚戈南达戈帕尔(ThyagaNandagopal)说,“不过现在业界越来越快地把范围缩小到几种技术上。”

据说毫米波是最热门的5G新技术,威瑞森和AT&T公司也都表示,其2017年的固定无线网络将以毫米波为基础。根据官方定义,毫米波指的是在30~300千兆赫频率上传输的波,其波长在1~10毫米之间,明显短于传统的蜂窝信号,后者的频率低于(通常是远低于)6千兆赫,波长一般为几十厘米。

毫米波可以解决运营商目前面临的一个大难题:用户希望能一次传输更多数据,但传统的6千兆赫波段如今前所未有地拥挤。相比之下,毫米波属于频谱上比较开阔的部分,能够提供许多有意思的可能性。

在早期测试中,威瑞森主要关注的是28千兆赫这个波段。自2016年7月起,美国联邦通信委员会把这个波段和少数其他高频率波段开放商用后,它就成为5G的宠儿了。AT&T也在得州奥斯丁试验站对28千兆赫和比较受欢迎的15千兆赫波段进行了毫米波测试,并在实验室中取得了15千兆赫下每秒14千兆比特的峰值数据传输速度。

其他公司也取得了鼓舞人心的成绩。在2016年费城举办的百年美洲杯足球锦标赛上,斯普林特公司也在15千兆赫波段上展示了最高4千兆比特/秒的峰值数据传输速度,足以在一秒钟内给观众传输一部虚拟现实样片。日本NTTDocomo公司则尝试了另一种5G技术——多输入多输出(MIMO),通过这种技术,几十条可编程天线可同时从一个基站发出和接收信号,在15千兆赫波段达到20千兆比特/秒的高速度。按这个速度计算,一部时长2小时的1080p高清电影仅用1.5秒便能传输完毕。

尽管全面5G标准还有好几年才能确定,但现在,威瑞森和AT&T都迫切想与用户分享它们在前期测试中取得的数据传输速度。不过,虽然这两家公司可能会最先把毫米波介绍给用户,但它们的固定无线网络还达不到许多专家认为的“真”5G水平。

不同于连接智能手机的网络,固定无线网络会发出一条聚焦束,把一个稳定点和另一个稳定点连接起来,比如基站和屋顶天线。然后运营商通过与天线相连的以太网电缆向一座大楼内的办公室或公寓提供宽带互联网。

为了全面实现5G,运营商和智能手机制造商还必须想办法向乘坐汽车、火车以及在路上行走的移动用户高速传输数据。除移动设备外,5G应用场景的广泛畅想还包括自动驾驶车辆、联网家用电器以及工业机器人。

当然也存在其他问题。毫米波无法轻易穿透楼宇等障碍物,而且它们比传统微波信号更容易被水和空气中的氧分子吸收。所以,要传输相同距离的手机信号,它们需要更大的功率。鉴于这些问题,如果用毫米波为移动用户服务,需要更加复杂的信号处理和比当前密度更大的基站。

一些批评人士认为,固定无线网络部署分散了运营商的注意力,此时它们更应把精力放在如何发展其他能力上面。“这实际上是在耽误移动5G的发展。”卡耐基技术投资集团(CarnegieTechnologies)首席技术官保罗斯特鲁萨科(Paul Struhsaker)这样说。

竞争对手也警告威瑞森和AT&T说,如果恰巧其他公司找到了更好的技术,那么它们可能就白白浪费了前期的固定无线网络投资。业内专家也很担心运营商之间发生分歧。斯普林特公司首席技术运营官甘瑟奥滕多弗(GüntherOttendorfer)说:“在标准制定之前就开始实施,就是在拿投资冒险,很可能3年之后它就过时了。”

不过,威瑞森公司网络规划主管三洋吉塔夏姆桑德(SanyogitaShamsunder)依然表示,2017年公司将继续大胆地利用固定无线电推进5G计划。她说:“我们看到了合理的使用实例,我们认为能够处理好这项技术,所以我们还会做下去。


作者:Amy Nordrum