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5G基础设施的高速传输之路 Barry Manz

第五代 (5G) 基础设施的首个实证并不是移动网络基站,而是Verizon™用来为家庭和企业提供超高速宽带传输的固定无线接入 (FWA) 基站。对于许多人来说,这似乎不符合直觉判断,原因有以下两点:

首先,毫米波长的FWA先前 (20世纪90年代末) 曾被尝试用作本地多点分配系统 (LMDS)。这套系统本来是作为无线“最后一英里”解决方案,工作频率在27GHz至31GHz (吉赫) 之间,但由于多种原因,还未火起来便短命夭折。这套解决方案戛然而止的具体原因包括:所需的技术未准备就绪;成本高;客户少;因为内容存在,所以传输内容的前景十分渺茫。
其次,面对5G无线基础设施部署中的最困难挑战之一,Verizon操之过急:在频谱的毫米波区域(由于巨量的可用带宽,这是5G生态系统的核心要素)内部署和运行设备遇到了重大挑战,而这在以前没有人尝试过。

这些挑战包括制造和部署高性价比的毫米波设备,解决这些频率下信号传播距离较短的问题,以及克服从树叶到降水的几乎所有物体所造成的严重衰减,甚至还要考虑现代房屋和建筑物中使用的低辐射玻璃。此外,信号传播易受阻挡,这限制了信号覆盖范围并需要更多的基站来服务于特定区域,而且还需要有大规模的多输入多输出 (MIMO) 功能。但更进一步看,首先解决毫米波问题可能是一手妙棋。我们可以把它看作是“骆驼的鼻子”这个寓言的高科技版本。理由如下:

尽管部署有线技术的速度远远快过混合光纤同轴 (HFC) 电缆,但部署成本之高却令人却步。此外,光纤到户 (FttH) 从未得到普及,因为作为有线服务,其(例如HFC)部署成本仍然很高。美国的主要FttH提供商Verizon曾将其部署在几个地方,但如今已近乎停止(AT&T®也是如此)。不过这两家公司目前都在以闪电般的速度为其他应用部署光纤,其中Verizon的部署速度超过每月1,000英里。

 

毫米波FWA

与电缆和FttH相比,毫米波FWA在速度上具备超过这两种有线技术的潜力,而且不会出现许可问题,也无需复杂的客户终端设备 (CPE)。毫米波FWA基站通常安装在现有的电线杆上,而CPE设备仅包含具有多输入多输出 (MIMO) 或多用户MIMO (MU-MIMO) 功能的毫米波收发器。终端用户设备也是路由器,天线可以安装在室内,也可以安装在室外,具体取决于安装条件。FWA还为毫米波技术的部署提供了一个测试平台,一旦5G的移动部分开始部署,并随后用于自动驾驶汽车的“蜂窝网络到万物”架构,这将变得至关重要。

目前的主要问题是,使用毫米波波长提供宽带的最新尝试是将大获成功,还是会遭遇其前身LMDS一样的命运。实际的最新结果表明,要达到可接受的覆盖范围,所需的基础设施将远高于预计,仅此一项就可能使这一服务不具有经济可行性。但是,最终的决定因素将是潜在客户,以及是否“栽下梧桐树,凤凰自然来”。

 

更多相关文章,请参阅<<技术电子杂志-5G未来展望>>

 




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Barry Manz是Manz Communications, Inc.(曼兹通信公司)的总裁,该公司是他于1987年创立的技术媒体关系机构。他曾与100多家公司在射频、微波、国防、测试和测量、半导体、嵌入式系统、光波及其它市场进行过合作。Barry曾为多家线下和线上贸易刊物撰写过文章,亦撰写过各种白皮书、应用笔记、研讨会论文、技术参考指南和网页内容。他是Journal of Electronic Defense杂志的特约编辑、Military Microwave Digest杂志的编辑、MilCOTS Digest杂志的共同创办人,也是Microwaves & RF杂志的主编。


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