打通邁向5G之路

作者 / Kalyan Sundar Ixia工程副總裁

摘要：本文介紹了通往5G的標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)及5G帶來的益處。

　　就在不到10年前，無線運(yùn)營商在推出4G/LTE時(shí)，曾引發(fā)過一場巨大的轟動(dòng)。這場轟動(dòng)指的不單單是用戶下載速率和流媒體的播放速度，還有速度提升所帶來的更為深遠(yuǎn)的意義。LTE為遠(yuǎn)程醫(yī)療、更先進(jìn)的緊急救援、智能家居等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域帶來了全新曙光。從某種程度上來說，今天我們已經(jīng)親身體會(huì)到了高速4G無線連接所帶來的益處。

　　而5G技術(shù)的問世可謂是恰逢其時(shí)!物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展催化了市場對有效連接、管理智能設(shè)備并將其與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相集成的需求。但如何才能借助高速系統(tǒng)將各類分散的新設(shè)備真正整合在一起呢?答案就是5G。

　　從4G到5G的跨越將應(yīng)用授權(quán)與未授權(quán)頻段，它足以媲美、甚至超越我們當(dāng)前許多有線連接方案。然而這種夢想尚未完全兌現(xiàn)，只有我們共同努力才能獲得成功。

1 通往5G之路

　　作為邁向5G的關(guān)鍵一步，LTE-Advanced Pro標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已塵埃落定。它包括3GPP Release 13(已于2016年公布)與Release 14(于2017年中期公布)。LTE-Advanced Pro要求將每個(gè)蜂窩單元或用戶設(shè)備的吞吐率提高至3Gbps。相比要求將近1Gbps吞吐率的LTE-Advanced標(biāo)準(zhǔn)，這無疑是一個(gè)相當(dāng)大的提升。

　　但不同于有線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)很難通過擴(kuò)大無線信道來增加面向用戶的數(shù)據(jù)吞吐率。這是因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)需要在其獲準(zhǔn)運(yùn)營的頻段內(nèi)以無線方式運(yùn)行，而頻段許可費(fèi)通常高達(dá)數(shù)十億美元。但是授權(quán)以及受管制頻段的供應(yīng)非常有限，因而即使在技術(shù)允許的情況下，這也限制了可用于“加粗”信道的資源。

　　另一方面，由于Wi-Fi受到的管制較少，可在未授權(quán)或不受管制的頻段內(nèi)以無線方式“免費(fèi)”運(yùn)行。因此對于誰能夠訪問該媒介的規(guī)則較少，相比須授權(quán)技術(shù)，可用的頻段也更多。

　　但借助近期的創(chuàng)新技術(shù)，在未授權(quán)頻段內(nèi)運(yùn)營LTE也日益可行。從LTE-U演化為如今的LAA和Multefire技術(shù)，在未授權(quán)頻段內(nèi)運(yùn)營LTE的經(jīng)驗(yàn)得到大幅提升，為運(yùn)營商在他們授權(quán)頻段之外增加/擴(kuò)寬數(shù)據(jù)信道提供了不錯(cuò)的選擇。

　　抓住這次LTE-A Pro的良機(jī)將能夠充分利用未授權(quán)頻段，實(shí)現(xiàn)3Gbps甚至更高的數(shù)據(jù)傳輸速度。它將補(bǔ)充授權(quán)頻段，并將未授權(quán)頻段有效地用于構(gòu)建更寬的數(shù)據(jù)信道，從而將數(shù)據(jù)傳輸速度提升數(shù)倍以上。

　　此外，相對于LTE與Wi-Fi間互操作性并不可靠，LTE可在授權(quán)與未授權(quán)頻段間隨意切換，因而顯著改善用戶體驗(yàn)。

　　2017年底正式公布的5G規(guī)范提供了關(guān)于更高頻段(毫米波頻段)的詳細(xì)信息，在這些頻段內(nèi)，我們也將擁有大量的授權(quán)與未授權(quán)頻譜，同時(shí)也將展現(xiàn)出我們?nèi)绾斡行Ю眠@些頻段把用戶數(shù)據(jù)傳輸速度提升至10 Gbps。屆時(shí)，在未授權(quán)頻段上使用LTE的載波聚合技術(shù)將會(huì)帶我們踏上提高速率與改進(jìn)用戶體驗(yàn)之路。

2 新技術(shù)，新世界

　　以下介紹幾個(gè)將從未授權(quán)頻段的更大帶寬中受益的用例。

　　設(shè)想一下，您與愛人希望通過AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))來到法國巴黎，共度良宵，這將需要高速數(shù)據(jù)(8K視頻)。但過不了多久，從您自己家里獲得這種親身體驗(yàn)的愿望就會(huì)夢想成真。

　　此外，無縫式無線體驗(yàn)也有望實(shí)現(xiàn)——例如在自己家中，一邊觀看現(xiàn)場足球比賽，一邊BBQ(吃燒烤肉的野餐)可謂是一次完美的體驗(yàn)。而LTE可以通過某種媒介實(shí)現(xiàn)無縫連接，它既能基于授權(quán)頻段在室外運(yùn)行，也適用于室內(nèi)未授權(quán)頻段。

　　隨著我們逐漸適應(yīng)上述場景和速度持續(xù)提升，外科醫(yī)生在數(shù)千里之外監(jiān)督心臟移植手術(shù)也將在不久的未來成為現(xiàn)實(shí)。

3 懂行者，毋需多言

　　但是，簡單的升級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和新一代終端設(shè)備是無法實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)勢的。事實(shí)上，如果企業(yè)與個(gè)人不了解5G的細(xì)節(jié)與風(fēng)險(xiǎn)，任何優(yōu)勢都將無從談起。

　　鑒于黃金時(shí)期的5G確實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)多方位網(wǎng)絡(luò)，容納滿足各種要求的設(shè)備?？梢栽囅?，在這種環(huán)境中維護(hù)眾多可視性和網(wǎng)絡(luò)控制將是一種怎樣的場景，這勢必會(huì)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。由于各種網(wǎng)絡(luò)不再以傳統(tǒng)的方式來配置和部署新設(shè)備，測試與監(jiān)測往往面臨重重難關(guān)。而安全性方面也是如此，未授權(quán)頻段非常類似于公共熱點(diǎn)，實(shí)際上不受任何人真正控制，導(dǎo)致惡意黑客更加容易地劫持設(shè)備或竊聽網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)。

　　的確，5G的步伐不可阻擋。隨著我們?nèi)找嬉蕾囓浖椭悄芗夹g(shù)，它將在我們的日常生活中不可避免地成為必需品。正如寬帶之于DSL的意義，5G對于LTE也不言而喻。但我們是否已為此做好準(zhǔn)備?

　　本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2018年第1期第32頁，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。