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5G网络——为下一代无线技术提供动力的信号
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第五代无线网络,或称5G,有潜力改变我们所知的社会。我们已经看到一些重要的实施步骤,2019年将在世界各地的城市带来更多的研究、投资和部署。
5G网络——为下一代无线技术提供动力的信号
   
第五代无线网络,或称5G,有潜力改变我们所知的社会。我们已经看到一些重要的实施步骤,2019年将在世界各地的城市带来更多的研究、投资和部署。
 
5G无线网络将给频谱资源带来新的压力,以充分实现性能、延迟和容量方面的改善。这项技术需要比4G/LTE更高的频率和更宽的带宽,同时也要求电信公司重新考虑如何在不同的环境中部署网络基础设施。
 
通过连接不同范围的无线设备,减少对几乎瞬时传输数据的延迟,并可能支持数十亿台设备,每台设备发送的流量都比以往任何时候都多,5G的潜在应用值得期待。那么,我们离真正的5G网络可供用户使用还有多远?无线频谱如何为新一代无线连接提供动力?

什么频率被用来实现5G?
 
3GPP已经完成了5G的初始标准的开发,尽管技术细节还有待继续测试。第一个协议是关于非独立(NSA)标准的,该标准于2017年底获得批准,短期内将利用现有LTE基础设施进行早期实现。第二个是独立的标准5G New Radio(5G NR),这将需要新的基础设施,但将允许电信公司推进部署和研究。
 
下表详细列出了5G网络中使用的主要频率。FR1可能用于最初的实现,FR2将在下面介绍。第二个图表列出了感兴趣的FR2频段。FCC还为未来的活动开放了64GHz-71GHz频段。
   
5G使用的频率越高,通过更宽的通道传输数据的能力就越强,与目前使用的信号类型相比,延迟也大大降低。延迟预计将从目前的平均25-40ms降至最低1ms,而数据速度预计将从较低频率的100Mbps到较高频段的10Gbps不等。
这些性能改进是5G功能的一个关键特性,并使自动驾驶汽车、物联网、智能城市和先进机器人等应用成为可能。
 
然而,更高的频段也带来了挑战。其中最大的一个是传播,因为它们不能传播到低频波那么远,也不能有效的穿透建筑物和墙壁。
 
因此,只有大幅修改现有基础设施,并在不同的环境中使用不同的信号类型,才能实现5G无线网络并提高覆盖率。较低的波段,由于它能走的更远,很可能将用于人口较少的地区。更高的频段,尤其是那些高于6GHz的频段,将使5G在城市和其他高密度环境中得到真正的部署。
 
最后,2018年针对5G使用的C波段进行了立法改革。C波段的频谱约为500MHz,从3.7-4.2GHz不等,目前由美国的卫星供应商使用。为了遵守法律,并为向5G的转变做好准备,他们为移动运营商提供了200MHz。这一频段是否足以满足5G网络的需求,通常是手机运营商争论的焦点,而卫星运营商可能不愿再发布更多的频段。在不久的将来,我们可能会看到更多关于这些频率分配的立法和谈判。
 
  
谁在实施5G技术
 
2018年见证了5G无线技术的第一次真正尝试,部署规模较小,并且开发了能够接收和传输5G信号的硬件。尽管技术标准还没有完全建立起来,但许多国家已经开始使用自己的技术,或以目前的临时标准为基础进行部署。
 
在美国,Verizon和AT&T推出了5G家庭宽带服务,Sprint和T-Mobile计划于2019年推出。Verizon已经获得了28GHz和39GHz频段的部分频段,而AT&T在切换到28GHz之前,正在15GHz频段上进行初步测试。T-Mobile正在采取一种不同的方法,主要集中在即将发布的600MHz频段。
 
AT&T已经在美国的12个城市实现了移动网络。到目前为止,并计划在2019年将其扩展到另外7个城市。Verizon去年在四个城市推出了家庭服务,预计不久将推出移动服务。
 
对C波段频率和技术的测试已经在世界各地进行,世界各地的电信供应商已经花费数十亿美元为5G无线网络的新时代做准备。在北美,5G商业手机服务的全面推出预计还需要几年时间,因为网络和技术的基础工作仍在进行中。
 
北美以外的其他国家也在取得重大进展。2018年冬奥会是韩国5G首次亮相的舞台,展示了其极快的数据传输能力。他们目前正在26.5-29.5GHz频段进行试验。欧洲国家也在3.4-3.8GHz和24.25-27.5GHz频段取得进展。
 
2019年我们会看到什么?
 
电信公司、设备制造商、政府和消费者都将在这一转型过程中面临挑战。在可预见的未来,运营商将被迫同时运营4G/LTE和5G网络,而政府将需要确定标准、分配频谱,并确保基础设施得到有效建设。手机制造商已经在竞相推出支持5G的设备,但这些手机内部的技术将提高消费者的价格,这些消费者可能不愿意购买高端手机,也不愿意购买在特定城市接入5G网络有限的计划。
 
也就是说,2019年将使我们更接近完全启用5G无线网络,这将是人们第一次完全使用这项技术。由于性能、延迟和带宽的显著提高而产生的应用程序、用例和技术将会改变我们彼此工作、生活和交互的方式。5G可能还没有出现,但这种强大的新技术的影响将在未来几年开始感受到。
   
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