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5G毫米波时代就要来临?没那么快

2016-07-20 Larry Desjardin 阅读:
虽然5G会匹配3G和4G逐代更新的节奏,但没有道理硬要5G的部署必须采用相同的时间表。

如果每天早上您像我一样有阅读电子新闻的习惯,您肯定不会错过数量越来越多的5G新闻。5G是第5代无线通信的简称,有望提供更大的容量、更快的速率、更低的延时。5G通常还包括严格说来不单单是5G独有的扩展功能,包括物联网(IoT)需要的低功耗和更长距离的通信。yULednc

5G技术很大部分是专门利用毫米波频谱(从技术角度看应该是30GHz和以上频率,不过5G试验的频率也有低至15GHz的)获得更高的数据速率,这段频谱资源是很丰富的,但传播方式有点复杂。yULednc

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5G毫米波有望提供更高的数据速率,但传播行为有些复杂。yULednc

图表明,当用户站在靠墙、靠窗户或窗户之间的位置时信道探测系统会展示不同的特征。yULednc

5G实质上是一种多信道技术,可以很好地匹配模块化测量手段。另外,5G需要的信号处理带宽与PXI和AXIe提供的峰值带宽是一致的,只有模块化仪器能够实现在仪器自身之上(或相关DSP或FPGA模块之上)执行用户生成的FPGA DSP算法。yULednc

也就是说,我并不完全相信业界预测的商用化部署时间表(2020年前)。虽然5G会匹配3G和4G逐代更新的节奏,但没有道理硬要5G的部署必须采用相同的时间表。如果你想了解通信技术发展周期之间的“暂停”先例,远的不说,你只要看看21世纪00年代的光纤通信就可以了。下面我来作些解释。yULednc

从1999年到21世纪00年代中期,我主要从事的就是光通信行业,特别是大容量光纤链路和相关元器件的测试。光放大器技术的突破加上波分复用技术(WDM)造成了大容量光纤部署的爆发式增长。将每个波长链路的速率乘上波长的数量(通常能到80个波),供应商用单条光纤很快达到了每秒太比特的速率。yULednc

从竞争角度看,骨干网服务提供商都想要更多的波长和更快的链路。朗讯或北电等网络设备制造商(NEM)刚好非常乐意效劳。事实上,随着这些速率的不断升级,市场份额也发生着巨大的转移。20世纪90年代早期,典型的链路速率是625Mbps。到20世纪90年代晚期,朗讯将速率提高到4倍,达2.5Gbps,并占据了庞大的市场份额。21世纪00年代早期,北电推出了链路速率达10Gbps的系统,市场份额随之又发生了巨大的改变。yULednc

整个行业都看到了这种状况,因此向下一种技术——40Gbps的竞争异常激烈。每家大型的网络设备制造商都有“40G”的雄伟计划。服务提供商纷纷开展40G试验,有的在实验室中揭示其特征,有的干脆进行现场试点。历史将重演?今天的5G也在发生同样的事情。yULednc

但40G并没有像期望的那样得到部署和应用。当然,现在已经很普及了,但在成为主流应用之前至少延迟了整整一个周期,也许更长。与此相反,在21世纪00年代的大多数时间里,服务提供商选择继续部署10G系统。yULednc

为什么会这样呢?这就要理解任何给定技术的用例和性价比。事实表明,光纤链路速率的关键业务推动力是每位成本,而不是不管成本多少全凭速率。一条2.5G链路的成本是625Mb链路的2.5倍,但比特速率却是4倍,因此每位成本是下降的,这是2.5G成功的原因。同样,10G链路的成本是2.5G链路的2.5倍,因此每位成本还是下降的。但40G链路依赖于非常特殊的收发器设计,其成本是10G链路的5倍,这与所用的进口光调制器数量和成本有关,再算上每个通道的色散补偿。因此,40G的每位成本要比10G高。虽然技术有很大的提升,但性价比不具有吸引力。虽然最终40G还是做到了合适的性价比,但等做到时,10G已经称霸天下了。yULednc

这正是我不完全相信5G毫米波时间表的原因,也是我在国际微波大会(IMS)上我问我能问到的每位与会者什么样的价值主张会激励服务提供商将数百亿美元奖金投入覆盖距离只有200m而且信号行为还不完善的移动技术的原因。今天就像40G那时候一样,每家网络设备制造商和服务提供商都迫不及待地要走入5G殿堂,只待毫米波发令枪声响。但这并不意味着会有大规模的部署,因为我们早已见证过。yULednc

说句公道话,5G竞争是不假。5G试验的数量和种类已经相当多,几乎每天我都会看到新试验或新合作的新闻。5G有可能加速这些标准的普及,这也是你看到越来越多的专栏涉及5G的技术和业务案例的原因。yULednc

在国际微波大会的小组讨论会上,一位演讲者表示,5G是他见过的普及速度最快、应用最广泛的新技术。这里隐含的意思是我们应该相信服务提供商能够推出具有吸引力的5G毫米波用例。yULednc

当然,他们是做投资的,我们相信他们。但相信归相信,还是需要验证。yULednc

《电子技术设计》2016年8月刊版权所有,谢绝转载。yULednc

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本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Larry Desjardin
Larry Desjardin是Modular Methods LLC公司总裁,这是一家专注于快速增长的模块化仪器行业的咨询公司。Larry 曾任职于惠普(现为Agilent Technologies),担任多个研发和执行管理职位。作为研发经理,Larry 获得了John Fluke Sr. Memorial Award,以表彰他对VXI总线的创建所做的贡献。在2011年退休前,他担任了安捷伦模块化产品运营的总经理。Larry 拥有加州理工学院的工程学士学位和斯坦福大学的电气工程硕士学位。Larry 还为“测试与测量世界(Test and Measurement World)”写了一列“他山之石”专栏。
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