5G 技术

什么是 5G 技术?

5G 是“第五代”蜂窝通信的缩写。“G”用于描述已经或将要推出的蜂窝设备通信技术的代数。5G 可以在毫米波(24 至 100 GHz 的超高频频谱)中运行,5G 可用的频谱数量意味着数据传输的速度比目前可能的速度要快得多。

额外的 5G 技术关键要素包括扩展使用的 MIMO(多输入多输出)天线阵列、用于将信号更直接地传递给最终用户的波束成形技术复杂实现,以及网络“切片”,后者是基于所传递服务或应用程序的智能资源分区。5G 部署所固有的技术和基础设施的广泛变化将为个人用户、企业和服务提供商带来巨大的好处和潜在的挑战。


5G 什么时候到来?

在人们大肆宣传 5G 将带来指数级速度提升和延迟降低的同时,一个经常被问到的问题是“5G 什么时候会到来?” 这实际上是一个由两部分组成的问题,因为最初部署的时间表将不会与 5G 作为被广泛采用的事实标准相一致。

第一个障碍已经被跨越了,3GPP 已经编撰完成了 Release 15 标准的各个版本。Release 15 是第一个包含 5G 元素的版本。标准的“非独立”部分已经在 2017 年完成,在 2018 年 6 月添加了SA,现在完成了标准的各个部分。从短期来看,非独立模式将允许 5G 部署利用现有的 LTE RAN 和核心网络及 6GHz 以下频段及毫米波段的硬件部分

目前,所有主要运营商都计划在 2019 年初推出限制版的 5G。与网络基础设施不同的是,使用现有的蜂窝电话和基带将没有前向兼容性。大多数主要手机制造商正在迅速开发 5G 硬件来为商用做好准备,但任何广泛采用都需要消费者进行大规模的更新换代。因此,至少在 2020 年之前,面向 5G 的任何重大转变可能都不会发生。

未来几年,随着运营商、设备制造商和消费者继续转型,新的 5G 网络将从头开始建设,独立部署规模将继续扩大。在未来 2-4 年里,所有地区都将以最佳速度和覆盖水平逐步过渡到 5G。

State of 5G Trials

5G 有多快?

向 5G 技术的转变,以及随之而来的速度突破,似乎有点像从马车迅速转向洲际客机。

进行 5G 速度试验的运营商报告的速度高达 70 Gbps。行业发起的模拟也产生了令人印象深刻的结果,数据速度从 4G 用户的 71 Mbps 提高到 5G 用户的 1.4 Gbps(毫米波)。

伴随着速度的提高,延迟也显著减少。这将是依赖即时通信的自动驾驶汽车和“虚拟”远程医疗等新技术的一个重要因素。对于 5G,延迟在 1 毫秒 (ms) 范围内是可以实现的,而对于 4G,延迟通常在 20 毫秒左右。

5G 范围

在有限的范围内实现毫米波传输。在毫米波中对 5G 服务范围的测试在离发射塔约 500 米的地方发生有效覆盖,这意味着完全独立的 5G 部署将需要一个巨大的支持 MIMO 的天线阵列的传播模型。此外,毫米波信号无法穿透障碍物的特点进一步限制了覆盖范围,因为移动用户的网络设计中需要考虑到这些障碍物。随着基站被分解成新的逻辑元素,覆盖范围约束了 5G 中更灵活架构的发展。这些元素使用可用的资产,将一些功能以最小的空间进行本地结合,并满足在这方面受限的无线电站点的其他需求,从而推动了网络的灵活部署。

考虑到这些预见性的范围问题,在可预见的未来,LTE 或低频段 5G 可能仍然是 5G 网络的组成部分,只有靠近天线的用户才能充分受益。可以有效地利用小区技术和其他传统基站发射塔的创造性替代品,使独立的 5G 网络成为可能。 

5G 技术对消费者和企业意味着什么

尽管消费者和企业对提高速度、提升安全性和增加应用的持续需求推动了对 5G 技术的需求,但许多用户不了解 5G 将对他们日常生活产生的影响。对消费者最明显和最直接的影响将是流媒体播放速度的指数级提升。通过电线或电缆连接到互联网的传统家庭 Wi-Fi 系统在某些情况下可能会变为 5G 直连,因为速度将与大多数光纤网络相当。

5G 对企业领域的影响将是巨大的。芯片、基带和手机制造商已经准备好进行革命性的变革。其他行业,例如银行业、汽车业和农业,将受到物联网 (IoT) 发展的重大影响。从自动取款机到灌溉设备,一切都可能最终成为庞大的“智能”产品网络的一部分。医疗行业可能受到的影响最大,数十亿可穿戴设备向医生和临床医生传输数据,并改善大型数据文件从一个提供商到另一个提供商的传输。

5G 技术对服务提供商意味着什么

尽管服务提供商竞相建设支持 5G 所需的设备,但这很可能是一个“匆忙启动而漫长等待”的例子,因为手机制造商在他们预期的 5G 推广中落后了。

一些提供商正在利用现有发射塔上的大规模 MIMO 部署作为 LTE 和 5G 之间的桥梁。毫米波中 5G 覆盖范围的缩短和天线数量的增加将在部署期间推动提供商之间的竞争和成本削减创新。

IoT 将改变服务提供商与客户互动的方式。例如,一些应用可能需要跨多台设备的较低带宽,这意味着重点可能从量化数据使用转移到整体体验质量 (QoE)。对于工业应用,例如工厂机器人,服务的可靠性对客户而言可能是价值驱动要素。5G 技术的不同应用可能会带来更多样化的服务。

5G 技术的优缺点

与几乎所有重大的技术进步一样,这些明显的好处有时至少会被一些负面后果部分抵消。尽管 5G 技术的认证测试已经进行了好几年,但真正的优势和劣势可能还无法完全量化,直到转型顺利进行。

5G 的优势

相较于 4G 以及之前所有标准而言,5G 带来的速度和延迟方面的改善有明显而显著的优势。5G 技术的另一个优势是设备支持的内在提升,这得益于将伴随 5G 的 MIMO 天线阵列更小的尺寸和更精确的定向信号传输。

改进的 5G 网络架构将使用户从一个小区移动到另一个小区时的切换更加顺畅。这将通过限制数据传输中断和丢失信号来改善整体用户体验。

5G 技术的缺陷和危险

就像 5G 的固有优势一样,许多明显的缺陷也源于向更高频率的转移和毫米波中的无线电信号的特性。覆盖范围较短和更加容易受到障碍物的影响是此类技术的最明显缺点。

除了建筑物和树木等障碍物外,高频还更容易受到湿度和降雨的影响,因此原本有限的范围将进一步受到恶劣天气条件的挑战。如果更多的天线可以显著改善覆盖范围有限的问题,那么与这种传播相关的美学和环境问题将成为另一个潜在的问题。

5G 的其他缺点与成本有关。天线阵列只是部署成本的一个方面。这些阵列所需要的维护、修复和故障排查将与更大的硬件容量成比例。尽管用于设备的毫米波天线已经被开发出来,但是它们的复杂性可能会使规模经济在降低价格方面无效,而反过来又会把增加的成本转嫁给消费者。

5G 中波束的概念和更小的小区大小将基本的覆盖单元分解成比旧技术小得多的包。这些包将具有交互作用,需要进行配置和优化,以在保持容量的同时支持覆盖,同时在适当的场景中支持移动性。

在虚拟化基础设施上规划、部署、管理、操作和优化一个更灵活的网络架构将为运营商带来全新的挑战,并需要新的专业知识。

VIAVI 的 5G 技术

5G 技术对服务提供商和用户的影响确实是革命性的。能够在标准和部署策略发生变化时灵活应对,同时又能跟上这些进展的测试解决方案对于成功推出此技术至关重要。创新的 5G 测试工具可以在现有技术和新的 5G 范式之间架起一座桥梁。

CellAdvisor 5G

基站分析仪

5G 基站的安装、调试和维护测试解决方案已经面临适应 5G 带来的复杂性的挑战。VIAVI Cell Advisor 5G 已经将大规模 MIMO 波束验证和实时毫米波频谱分析等分析功能整合到一个全面和通用的功能集中,为 5G 和传统应用提供了优越的光纤、同轴电缆和空中接口测试能力。5G 波束分析功能可对单个波束 ID、功率电平和信噪比进行特征分析。5G 路由映射功能可方便地实现实时波束强度映射和覆盖验证。

网络开发与优化

Viavi TM500

这种新环境的设计和开发阶段的严格测试对商用 5G 部署的成功至关重要。越早进行测试,就能越早发现问题。测试可能复杂,但并不一定很困难。 

VIAVI 提供了工具来展现和证明网络性能,以满足当前和不断变化的需求。这些工具可以分析、开发和验证各种网络功能和设备的性能和能力,从而提高操作效率和安全性。

VIAVI TM500 被认为是射频基站开发和测试的行业标准。它是一个可扩展的测试系统,用于跨多个小区和不同的无线电接入技术验证最终用户的网络性能体验。它可以测量从射频到分组核心的整个网络的性能。TM500 正在加速 5G 网络的发展,对行业来说仍然至关重要,因为信号密度、MIMO 天线传播和更高的数据速率继续推动着网络测试。TM500 已经准备好迎接下一轮 5G 网络测试的挑战,可配置的流量和信道条件支持高水平的用户设备进行能力测试,并具有卓越的移动性和可扩展性。

5G 核心仿真器

TeraVM – 5G Core EmulatorTeraVM 是一种虚拟化的应用仿真和安全性能测试解决方案,确保以最小的风险交付高度优化的网络和服务。TeraVM 是业内首家提供 NFV 测试解决方案的公司,为应用服务、有线和无线网络提供全面的测试覆盖。

TeraVM 拥有完整的 RAN 和核心仿真能力,使其成为 5G 网络开发的一体化解决方案。而且,当与 TM500 一起使用时,TeraVM 可以在独立和非独立模式下执行完整的 5G 环绕测试。

TeraVM 核心模拟器符合最新的 3GPP 标准,简化了 5G RAN 网络的开发。

请继续与 VIAVI 一起进行您的 5G 技术培训!

准备好与 5G 专家联系了吗? 请填写以下一个表单以:

 

推广活动
推广活动
推广活动
推广活动