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实际的5G技术将在部署时遇到很多麻烦

2019-12-13 15:45 次阅读

长期以来被吹捧的第五代无线通信并不是魔术。如果对5G可以彻底改变世界的无休止炒作让你产生了其他的期待,我们感到很抱歉。但是下一代的移动宽带仍然要遵循当前这一代的物理定律,即当一个信号发出特定波长的无线电频谱时,信号能传输多远,能携带多少数据。

对于我们中的一些人来说,这个结果将产生数十亿比特/秒的吞吐量,回到了这个标准的早期规范。对于其他所有人来说,5G更有可能带来的是令人愉快的更新,而不是带宽的复兴。

但这并不意味着5G不会在家庭宽带和机器对机器连接等领域带来有趣的可能性。在我们最熟悉的无线移动设备连接形式中,5G营销一直在开空头支票,但事实证明,实际的5G技术将在部署时遇到很多麻烦。

长期不和的频率家族

关于5G,首先要知道的是它是一种家庭事务,有时甚至是一种功能失调的事务。

无线运营商可以在三种不同的无线频率范围中的任何一种上部署5G,但其中一种与如今的4G频率完全不同。这也是最疯狂的5G预测背后的原因。

毫米波5G所占频段远高于目前用于4G LTE的任何频段——可达24千兆赫及以上,远远高于Sprint的2.5千兆赫频率,这是迄今为止美国主要运营商使用过的最高频段。

根据AT&T早期测试的数据,在这些频率下,5G可以达到1.2Gbps的光纤速度和9-12毫秒的延迟时间。但它的传输距离不是很远。在2018年的演示中,发射装置与测试地点之间只有900英尺的距离。

尽管率先推出毫米波5G的美国运营商表示,他们在向外推进方面取得了进展,但这些距离和视线障碍依然存在。

在无线基础设施公司Inseego中负责物联网和移动解决方案的执行副总裁Ashish Sharma说:“一旦你获得了足够的基站密度,这就是一个非常强大的价值主张。”他特别指出,在解决信号从建筑物上反弹的多路径接收长期存在的问题方面,最近取得了一些进展。

然而,这些建筑内部的信号接收仍然存在问题,叉路也是如此。这就是为什么像Starry这样使用毫米波技术的固定无线互联网提供商,选择在客户站点安装外部天线。Verizon还在少数城市通过5G销售家庭宽带。

在毫米波以下,无线运营商还可以提供5G的中、低频频段,这些频段的响应速度不如毫米波快,但覆盖范围远得多。到目前为止,美国以外的5G部署基本上仍停留在那些较慢、较低频段。不过业内人士预计,未来几年海外对毫米波的采用将会加速。

Strategy Analytics服务提供商部门主管Phil Kendall在邮件中写道:“5G的频谱效率略高于4G,但并不显著。”他补充说,这些限制对现有LTE频谱转换为5G使用的影响将是最为深刻的。“你不可能通过将频谱重新分配到5G,让每个人都能突然获得100Mbps的带宽。”

即使是今天鼓吹毫米波5G的美国运营商也表示,他们将依靠这些低频段覆盖美国大部分地区。

例如,T-Mobile和Verizon今年早些时候表示,毫米波无法在人口稠密的城市地区以外工作。AT&T则一直等到11月底推出低频段5G,才开始向消费者销售服务。随后发布的低分辨率地图显示,连接已延伸至郊区。

与此同时,Sprint选择在与其LTE相同的2.5GHz频率上推出5G服务,覆盖范围远小于毫米波5G。Kendall建议,这个中频频谱将在速度和覆盖范围之间提供一个更好的折衷方案:“不是1Gbps的毫米波体验,但肯定是超过100Mbps的可持续性能。”

美国联邦通信委员会(FCC)正在努力提供更多的中频频谱,但这在一段时间内不会影响美国的任何一款智能手机。

现实世界中的5G

在过去的一年里,5G已经从PowerPoint演示转变为某种意义上的运输产品,而这种真实世界的体验已经在业界持续的宣传炒作中默默留下了一些漏洞。业界一直在宣传5G是一种“变革性”的技术,可以帮助医生拯救生命,帮助驾驶无人汽车。但它的毫米波版本看起来是迄今为止最糟糕的。

三家推出毫米波5G的运营商(AT&T、T-Mobile和Verizon)一开始甚至都没有发布该覆盖范围的正确地图。T-Mobile走得最远,提供了一组静态图像,显示了亚特兰大、克利夫兰、达拉斯、拉斯维加斯、洛杉矶和纽约的街道,并以其标志性的洋红色突出显示。

但Verizon只识别了推出5G城市的周边地区。与此同时,AT&T用事实检验免疫短语“选择区域”来描述其在奥斯汀、纽约和旧金山等地的毫米波5G覆盖范围。评论人士很快发现,这项5G服务比宣传的更难以捉摸,在高通为本周在毛伊岛举行的新闻和分析师峰会设立的网络等理想情况下,它的速度也超过了2Gbps。

在推出这项服务之前,只有Sprint制作了详细的5G覆盖地图,但它还没有与毫米波5G纠缠在一起。今年秋天,在我测试Sprint的HTC 5G集线器热点时,就连这种对覆盖很友好的中频服务也在华盛顿特区市中心的不同街区上忽进忽出。

11月,Verizon终于发布了更详细的5G覆盖地图,地图上显示的服务覆盖范围更像是社区Wi-Fi。例如,在华盛顿,信号覆盖了白宫和国会大厦附近的大部分地区,但却跳过了两者之间、宾夕法尼亚大道西北部的大部分地区。

我借了一台Inseego MiFi M1000 hotspot(一款售价650美元的Verizon机型),在这个地区四处走动的受限情况表明,它的覆盖范围甚至比Verizon的地图广告还要小。在国会大厦以南和以西五个街区的地方,M1000的屏幕只显示过一次5G信号。

Sharma无法解释为什么M1000的表现如此糟糕。但他确实观察到了5G的总体情况:“当你在覆盖范围内时,它的效果非常好。”

毫米波可能在拥挤的场馆和会议中心表现最好,因为它能够支持比低频段和中频段5G更分散的设备。但即使是在那里,早期部署也不能覆盖整个区域。

除了它的最佳用例之外,毫米波的脆弱性可能会使它成为带宽解决方案的短板。

而且,正如4G并没有将3G和2G从那些农村地区用户的体验中抹去一样,5G也不会让你忘记4G。爱立信在11月的一份报告中预测,到2025年,5G最多只能覆盖全球65%的人口。

5G硬件也处于早期阶段

但你就不能买一部能满足所有这些频率的手机,然后等着运营商赶上来吗?不。硬件本身就有着早期采用者通常的症状,即兼容性有限和设计效率低下,但与4G手机相比,它的售价仍有可观的溢价。

以5G服务T-Mobile周一正式推出的现有低频段600MHz频谱为例,这一举措使得覆盖范围比其旧毫米波地图大得多。

但两款T-Mobile宣布将与“新”5G一起推出的新手机——1300美元的三星Galaxy Note 10+ 5G和900美元的一加7T Pro 5G McLaren——不支持该公司较旧的毫米波5G,而在其毫米波上运行的Galaxy S10 5G也不能使用这项新服务。

美国占主导地位的智能手机芯片组供应商高通,凭借其第一代仅支持毫米波频段的X50调制解调器,跃入这一市场。它的X55调制解调器频率更高,但在其核心“片上系统”之外,仍然作为一个独立的部件存在于手机中。

这反过来又使得5G手机的体积更大、价格更高、电池效率也比5G内置的SoC低。情况并没有第一代4G手机那么糟糕,至少今天的5G手机不需要每天多次充电,但在这一领域已经出现了过热现象。

明年初,我们应该会看到手机在核心芯片组中能够支持所有的5G频率。周二在毛伊岛的峰会上,高通宣布了其首款完全兼容5G的SoC——骁龙765,以及一款更高端的骁龙865(它仍然需要单独的5G调制解调器)。

摩托罗拉和诺基亚表示,他们将推出基于765的手机;后者推出平价安卓手机的历史表明,到2020年,5G的价格可能会便宜得多。

高通总裁Cristiano Amon周三证实,尽管今年夏天苹果收购了英特尔的5G智能手机业务,但明年搭载5G的iPhone将不会使用苹果自产5G。

问题仍将持续

迄今为止,无线运营商基本上还没有将5G打造成一种大规模营销产品。例如,Wave7研究分析师Jeff Moore在一封电子邮件中评论说,Verizon“似乎对销售5G或多或少漠不关心”。

值得注意的是,AT&T、Sprint和Verizon将5G排除在他们最便宜的无限套餐之外——尽管他们第二便宜的套餐通常是密集型用户的唯一现实选择,因为它们分配了可用的移动热点数据上限。与此同时,T-Mobile周一宣布,它将在所有的后付费和预付套餐中加入5G。

但AT&T和T-Mobile最近推出的消费者产品,再加上售价低于1000美元的5G智能手机的推出,将把消费者带入一个令人困惑的局面。他们身边可能有一部手机能在5G网络上工作,也有可能不工作,这与他们在广告或新闻中听到的5G网络不太一样。

Techsponential总裁兼首席分析师Avi Greengart在电子邮件中说:“通过毫米波技术,Verizon的营销故事变得更简单。它的5G网络正在飞速发展,但当客户意识到他们很少看到可使用的5G网络时,可能会让消费者感到失望。”

Verizon确实计划在较低频段提供5G,其消费集团首席执行官Ronan Dunne在8月的一次投资会议上表示,5G的表现将类似于“状态不错的4G”。但尽管Verizon在高通峰会上展示了850MHz的5G,它尚未提供服务扩张的时间表。

Greengart说:“其他运营商的营销任务更具挑战性,他们需要解释速度和覆盖率之间的权衡。”

他称赞T-Mobile在推出自己的5G服务时,更注重覆盖范围而非速度——这是该公司第二次推出5G服务。

“至少这次T-Mobile的推出并没有带来革命性的希望,但它将为美国大部分地区带来更快的无线服务,而这些地区可能永远无法从任何运营商获得毫米波5G。”

AT&T的情况可能更糟,因为它在2018年开始将其最快的4G服务重新命名为“5G E”。随着11月发布的低频段公告,它现在有三种类型可供选择:“5G E”(根本不是5G)、“5G”(指的是低频段的5G,没有业界所吹捧的速度)以及“5G+”毫米波业务。

将毫米波5G作为高性能变体的品牌有助于避免消费者的失望,但也会让人们减少对低频段5G的思考,比如“5G minus”、“5G Light”或“Basic Economy 5G”。这对应用开发商来说也不是一个好情况——如果没有可以炫耀5G的应用,消费者可能会想,这到底是怎么回事。

分析公司App Annie的市场洞察总监Amir Ghodrati说:“如果你想让你的应用获得巨大成功,它仍然需要接触到很多人。如果需要用到5G,你很快就会达到你的消费者基础限制。”

他表示,游戏开发者可能会发现,在像Apple Arcade这样的游戏订阅服务上利用5G会更容易:“在这些方面,你可以真正突破硬件和速度的界限。”

Ghodrati对这个行业的建议是:不要再大肆宣传,要诚实对待5G。

他说:“一些城市的情况将与其他城市大不相同。如果你能尽可能多地提前告诉他们这些,你就会处于一个更好的位置。”

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发表于 07-15 19:35 485次 阅读
深度解析5G背后的专利技术和通信原理

5G技术的发展与应用你了解多少

一、通讯技术发展 5G——天下武功,唯快不破! 在移动互联网时代,最核心的技术是移动通信技术。而在通信行业,标准之争是最高...
发表于 07-10 08:16 542次 阅读
5G技术的发展与应用你了解多少