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的標準演進及5G帶來的益處。

　　就在不到10年前，無線運營商在推出4G/LTE時，曾引發(fā)過一場巨大的轟動。這場轟動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的意義。LTE為遠程醫(yī)療、更先進的緊急救援、智能家居等多個技術領域帶來了全新曙光。從某種程度上來說，今天我們已經(jīng)親身體會到了高速4G無線連接所帶來的益處。

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

　　從4G到5G的跨越將應用授權與未授權頻段，它足以媲美、甚至超越我們當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的關鍵一步，LTE-Advanced Pro標準現(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要求將每個蜂窩單元或用戶設備的吞吐率提高至3Gbps。相比要求將近1Gbps吞吐率的LTE-Advanced標準，這無疑是一個相當大的提升。

　　但不同于有線網(wǎng)絡，無線網(wǎng)絡很難通過擴大無線信道來增加面向用戶的數(shù)據(jù)吞吐率。這是因為無線網(wǎng)絡需要在其獲準運營的頻段內(nèi)以無線方式運行，而頻段許可費通常高達數(shù)十億美元。但是授權以及受管制頻段的供應非常有限，因而即使在技術允許的情況下，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，可在未授權或不受管制的頻段內(nèi)以無線方式“免費”運行。因此對于誰能夠訪問該媒介的規(guī)則較少，相比須授權技術，可用的頻段也更多。

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

　　抓住這次LTE-A Pro的良機將能夠充分利用未授權頻段，實現(xiàn)3Gbps甚至更高的數(shù)據(jù)傳輸速度。它將補充授權頻段，并將未授權頻段有效地用于構建更寬的數(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可在授權與未授權頻段間隨意切換，因而顯著改善用戶體驗。

　　2017年底正式公布的5G規(guī)范提供了關于更高頻段(毫米波頻段)的詳細信息，在這些頻段內(nèi)，我們也將擁有大量的授權與未授權頻譜，同時也將展現(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，在未授權頻段上使用LTE的載波聚合技術將會帶我們踏上提高速率與改進用戶體驗之路。

2 新技術，新世界

　　以下介紹幾個將從未授權頻段的更大帶寬中受益的用例。

　　設想一下，您與愛人希望通過AR(增強現(xiàn)實)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的愿望就會夢想成真。

　　此外，無縫式無線體驗也有望實現(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。而LTE可以通過某種媒介實現(xiàn)無縫連接，它既能基于授權頻段在室外運行，也適用于室內(nèi)未授權頻段。

　　隨著我們逐漸適應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)督心臟移植手術也將在不久的未來成為現(xiàn)實。

3 懂行者，毋需多言

　　但是，簡單的升級網(wǎng)絡設施和新一代終端設備是無法實現(xiàn)上述優(yōu)勢的。事實上，如果企業(yè)與個人不了解5G的細節(jié)與風險，任何優(yōu)勢都將無從談起。

　　鑒于黃金時期的5G確實能夠實現(xiàn)多方位網(wǎng)絡，容納滿足各種要求的設備?？梢栽囅耄谶@種環(huán)境中維護眾多可視性和網(wǎng)絡控制將是一種怎樣的場景，這勢必會是一項艱巨的任務。由于各種網(wǎng)絡不再以傳統(tǒng)的方式來配置和部署新設備，測試與監(jiān)測往往面臨重重難關。而安全性方面也是如此，未授權頻段非常類似于公共熱點，實際上不受任何人真正控制，導致惡意黑客更加容易地劫持設備或竊聽網(wǎng)絡活動。

　　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，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，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。