迎接即将到来的5G时代——威瑞森与AT&T欲推出5G产品和服务

秦 雪/编译

迎接即将到来的5G时代
——威瑞森与AT&T欲推出5G产品和服务

秦 雪/编译

● 随着各大运营商争相向市场推出5G服务，争议也越来越大。

不同于大多数时代，无线时代都是用方便的数字做名称，而且每个名称的问世都会带来一些非凡的新功能，例如，2G首次实现了短信发送，3G让我们体验到只要手机在手随时都可以畅游网络的快感。

因此，当手机制造商和互联网服务供应商开始讨论5G的新功能及其实现细节时，人们纷纷揣测，当数据以每秒100兆比特的高速度向智能手机传输数据时，又会展示什么样的新奇迹。5G将有多神奇，我们也许很快就能亲身体验到。2017年，威瑞森公司（Verizon）和美国电话电报公司（AT&T）计划向已建有5G技术固定无线网络的部分家庭和企业用户提供宽带上网服务。通过这些5G试点项目，部分公众将有机会率先体验直到21世纪20年代初才会全面铺开的5G技术之奇妙。

运营商希望5G技术为智能手机用户提供的网络数据传输速度将是今天4G技术的10倍，且延时时间只有1毫秒。目前，国际电信联盟（ITU）等标准组织正在为2020年上市的5G制定技术规范和性能参数，计划8年间完成的这一工作已经进入中期阶段。“目前一切都还悬而未定。”ITU负责 5G技术的科林·兰特里（Colin Langtry）说道。

对于许多投资推广 5G的人来说，这个拖得很长的时间表可能是个问题，待到2020年5G标准最终确定之时，运营商和政府预计已为5G开发投入了50亿美元。巨额投资以及数据饥渴客户带来的压力促使运营商加速前进。为了开发最适合的无线传送、天线和信号处理技术，各家公司已于2016年完成了一系列的实验室测试和试验，以期尽快将这些技术和功能推向市场。

“说真的，5G是一个模糊的、尚不确定的概念。”美国国家科学基金会无线项目监管的一位项目主管提亚戛·南达戈帕尔 （Thyaga Nandagopal）说道，“不过现在业界正在迅速将其范围缩小到几种技术上，进展速度很快。”

威瑞森和AT&T都表示，他们在2017年开发的固定无线网络将采用毫米波段上传信号，可以说这是最热门的5G新技术。毫米波段的正式定义是频率在30～300兆赫、信号波长在 1～10毫米之间的波。5G比传统的蜂窝信号波长更短，传播频率也要低得多，通常频率为6千兆赫，波长为几十厘米。

使用毫米波段可解决如今运营商面临的一个大问题：客户想要一次传输更多的数据，但传统的6千兆赫波段呈现前所未有的拥挤状态，相比之下，毫米波段是频谱上比较开阔的部分，可提供更多有吸引力的可能性。

在早期测试中，威瑞森公司特别关注的是28千兆赫的波段，自美国联邦通信委员会于2016年7月开通了这个波段和其他高频波段用于商业用途以来，它就成为5G的宠儿了。AT&T也在德克萨斯州奥斯汀进行了28千兆赫和另一个受欢迎的15千兆赫波段的毫米波段的测试，AT&T甚至在实验室里取得了15兆赫波段上峰值达每秒14千兆比特的数据传输速度。

其他公司也取得了振奋人心的结果。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（Sprint）在15兆赫波段上以峰值达每秒 4千兆比特的数据传输速度为现场观众进行实况转播。

日本的NTT Docomo公司则尝试了另一种的5G技术——多重输出（MIMO），通过这一技术，几十条可编程天线可同时从一个基站发出和接收信号，在 15千兆赫波段上可达到每秒 20千兆比特的超高速度。以这个速度，一部时长 2小时的 1080P高清电影只需 1.5秒就能传输完毕。

如今，尽管全面的5G标准还需几年时间才能出台，但威瑞森和AT&T公司已经迫不及待地想要与客户一起分享他们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提供给用户，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，固定无线系统发送一个聚焦束将一个站点与另一个站点连接起来，比如从基站到屋顶天线，然后运营商通过与天线相连的以太网电缆将宽带互联网接入大楼内的办公室或公寓里。

全球手机网络接入情况：世界上 74亿人中有95%的人用手机上网，但手机网络的服务质量存在很大差异。4G以上占53%；3G为 31%；2G占11%

为全面实现5G，运营商和手机制造商还必须找出如何向乘坐汽车或火车或走在人行道上的移动用户高速传输数据的办法，5G应用场景的宏大畅想还包括自动驾驶汽车、联网家用电器和工业机器人。

当然还存在其他一些问题。毫米波段无法轻易穿透楼宇等障碍物，而且比传统微波信号更容易被水和空气中的氧分子吸收。因此要传输同等距离来自智能手机的信号，它们需要更大的功率。鉴于这些问题，使用毫米波为移动用户服务需要更复杂的信号处理技术以及分布密度更大的基站。

遗憾的是，一些批评者认为，固定无线网络部署分散了运营商的精力，他们应该更多专注于开发其他功能。“这在实际上延缓了5G的开发。”卡内基技术投资集团首席技术官保罗·斯特鲁萨克（Paul Struhsaker）说道。

竞争对手警告说，如果其他公司适时出现了更好的技术，威瑞森和AT&T公司早期在固定无线设施上的投资可能会打水漂。业内专家也很担心运营商之间产生分歧。“在标准制定之前就开始实施是一种风险投资，很可能3年后它就过时了。”斯普林特公司首席技术运营官甘特·奥滕多弗（Günther Ottendorfer）说道。

尽管如此，威瑞森公司网络规划主管桑约吉塔·萨桑德（Sanyogita Shamsunder）仍表示，2017年公司将继续大胆利用固定无线网推进 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，所以我们会一如既往地做下去。”

[资料来源：IEEE Spectrum][责任编辑：松 石]

本文作者艾米·诺尔德姆（Amy Nordrum）现为IEEE Spectrum助理编辑，报道范围涵盖了无线、移动和互联网等多项通信技术。她最喜欢报道是科学、业务、技术和社会诸多学科交叉的题材。