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(jìn)及5G帶來(lái)的益處。

　　就在不到10年前，無(wú)線(xiàn)運營(yíng)商在推出4G/LTE時(shí)，曾引發(fā)過(guò)一場(chǎng)巨大的轟動(dòng)。這場(chǎng)轟動(dòng)指的不單單是用戶(hù)下載速率和流媒體的播放速度，還有速度提升所帶來(lái)的更為深遠的意義。LTE為遠程醫療、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(lái)了全新曙光。從某種程度上來(lái)說(shuō)，今天我們已經(jīng)親身體會(huì )到了高速4G無(wú)線(xiàn)連接所帶來(lái)的益處。

　　而5G技術(shù)的問(wèn)世可謂是恰逢其時(shí)!物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展催化了市場(chǎng)對有效連接、管理智能設備并將其與企業(yè)網(wǎng)絡(luò )架構相集成的需求。但如何才能借助高速系統將各類(lèi)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(xiàn)連接方案。然而這種夢(mèng)想尚未完全兌現，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標準現已塵埃落定。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(hù)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(wú)疑是一個(gè)相當大的提升。

　　但不同于有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )很難通過(guò)擴大無(wú)線(xiàn)信道來(lái)增加面向用戶(hù)的數據吞吐率。這是因為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )需要在其獲準運營(yíng)的頻段內以無(wú)線(xiàn)方式運行，而頻段許可費通常高達數十億美元。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(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，可在未授權或不受管制的頻段內以無(wú)線(xiàn)方式“免費”運行。因此對于誰(shuí)能夠訪(fǎng)問(wèn)該媒介的規則較少，相比須授權技術(shù)，可用的頻段也更多。

　　但借助近期的創(chuàng )新技術(shù)，在未授權頻段內運營(yíng)LTE也日益可行。從LTE-U演化為如今的LAA和Multefire技術(shù)，在未授權頻段內運營(yíng)LTE的經(jīng)驗得到大幅提升，為運營(yíng)商在他們授權頻段之外增加/擴寬數據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(shí)現3Gbps甚至更高的數據傳輸速度。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據信道，從而將數據傳輸速度提升數倍以上。

　　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(zhù)改善用戶(hù)體驗。

　　2017年底正式公布的5G規范提供了關(guān)于更高頻段(毫米波頻段)的詳細信息，在這些頻段內，我們也將擁有大量的授權與未授權頻譜，同時(shí)也將展現出我們如何有效利用這些頻段把用戶(hù)數據傳輸速度提升至10 Gbps。屆時(shí)，在未授權頻段上使用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(hù)體驗之路。

2 新技術(shù)，新世界

　　以下介紹幾個(gè)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(ài)人希望通過(guò)AR(增強現實(shí))來(lái)到法國巴黎，共度良宵，這將需要高速數據(8K視頻)。但過(guò)不了多久，從您自己家里獲得這種親身體驗的愿望就會(huì )夢(mèng)想成真。

　　此外，無(wú)縫式無(wú)線(xiàn)體驗也有望實(shí)現——例如在自己家中，一邊觀(guān)看現場(chǎng)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(guò)某種媒介實(shí)現無(wú)縫連接，它既能基于授權頻段在室外運行，也適用于室內未授權頻段。

　　隨著(zhù)我們逐漸適應上述場(chǎng)景和速度持續提升，外科醫生在數千里之外監督心臟移植手術(shù)也將在不久的未來(lái)成為現實(shí)。

3 懂行者，毋需多言

　　但是，簡(jiǎn)單的升級網(wǎng)絡(luò )設施和新一代終端設備是無(wú)法實(shí)現上述優(yōu)勢的。事實(shí)上，如果企業(yè)與個(gè)人不了解5G的細節與風(fēng)險，任何優(yōu)勢都將無(wú)從談起。

　　鑒于黃金時(shí)期的5G確實(shí)能夠實(shí)現多方位網(wǎng)絡(luò )，容納滿(mǎn)足各種要求的設備?？梢栽囅?，在這種環(huán)境中維護眾多可視性和網(wǎng)絡(luò )控制將是一種怎樣的場(chǎng)景，這勢必會(huì )是一項艱巨的任務(wù)。由于各種網(wǎng)絡(luò )不再以傳統的方式來(lái)配置和部署新設備，測試與監測往往面臨重重難關(guān)。而安全性方面也是如此，未授權頻段非常類(lèi)似于公共熱點(diǎn)，實(shí)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(tīng)網(wǎng)絡(luò )活動(dòng)。

　　的確，5G的步伐不可阻擋。隨著(zhù)我們日益依賴(lài)軟件和智能技術(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備?

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