隨著消費(fèi)者和企業(yè)部署越來(lái)越多的移動(dòng)設(shè)備，接入新的 5G 固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在過(guò)去幾年中得到了顯著改善。

商用 5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)于 2019 年首次大規(guī)模推出。從那時(shí)起，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商 (MNO) 一直在努力擴(kuò)大這一新的高速、低延遲蜂窩標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋范圍。

什么是5G？

第三代合作伙伴計(jì)劃 (3GPP) 在 2017 年發(fā)布了第一個(gè) 5G 新無(wú)線電 (5G NR) 規(guī)范，作為其第 15 版的一部分。從最初的商業(yè)發(fā)布開始，5G 就超過(guò)了現(xiàn)實(shí)世界的 4G 下載速度。實(shí)際 5G 速度取決于技術(shù)使用的頻率，例如低頻段、中頻段或高頻段。

高頻段 5G 的范圍從 24 GHz 到 39 GHz，并使用毫米波 (mmWave) 頻譜。高頻段 5G 可以提供超過(guò) 1 Gbps 的數(shù)據(jù)速度，但前提是用戶在室外并且距離移動(dòng) 5G 毫米波基站最遠(yuǎn)可達(dá) 1,000 英尺。用戶需要位于 5G 基站或小型小區(qū)附近才能獲得足夠的移動(dòng)覆蓋。

運(yùn)營(yíng)商為世界大部分地區(qū)提供中頻頻譜——范圍從 1.7 GHz 到 4.7 GHz——使下載速度超過(guò) 100 Mbps，信號(hào)覆蓋范圍達(dá)數(shù)英里。美國(guó)三大移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商已使用低頻段 5G 覆蓋大面積區(qū)域，提供的數(shù)據(jù)速度僅略高于 50 Mbps。盡管如此，低頻段仍然比 4G LTE 提供的 20 Mbps 平均下載速度更快。

另一個(gè)重要的 5G 技術(shù)能力是低延遲。在最佳情況下，對(duì)于 4G LTE，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間（數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地所需的時(shí)間長(zhǎng)度）約為 70 毫秒 (ms)。真正的 5G 網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間可以低至 10 毫秒到 20 毫秒。

然而，目前運(yùn)行的大多數(shù) 5G 網(wǎng)絡(luò)并不是真正的 5G 網(wǎng)絡(luò)。大多數(shù) 5G 網(wǎng)絡(luò)是非獨(dú)立 (NSA) 網(wǎng)絡(luò)，這意味著它們將 5G 的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò) (RAN) 元素連接到 4G 核心，以控制路由、轉(zhuǎn)發(fā)和用戶移動(dòng)功能。 NSA 網(wǎng)絡(luò)代表了目前全球可用的大部分 5G。

使用 5G 核心和 RAN 的獨(dú)立 (SA) 規(guī)范于 2018 年 6 月完成，但很少有MNO實(shí)施它。 目前，T-Mobile 是唯一一家推出 SA 的美國(guó)主要移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商，而中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通已在中國(guó)部署了 SA。

全球還有一些運(yùn)營(yíng)商部署了 SA，但對(duì) SA 的最大興趣來(lái)自希望在企業(yè)工廠和設(shè)施中部署私有 5G 網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)。 公司可以將專用網(wǎng)絡(luò)提供的低延遲用于室內(nèi)關(guān)鍵通信和工業(yè)機(jī)器人等應(yīng)用。

5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的類型及其工作原理

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商目前推出了兩種類型的 5G 服務(wù)：固定無(wú)線接入 (FWA) 和移動(dòng) 5G。以下是這兩種 5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的工作原理。

固定5G無(wú)線寬帶

固定無(wú)線寬帶是一組服務(wù)，旨在使用無(wú)線電信號(hào)向企業(yè)或住宅提供最后一英里的互聯(lián)網(wǎng)連接，而不是直接連接到場(chǎng)所的有線連接。為了提供固定無(wú)線寬帶，運(yùn)營(yíng)商在基站或小型基站（例如路燈和電線桿）中部署 5G 無(wú)線電。

5G 無(wú)線電將信號(hào)傳送到安裝在建筑物和住宅內(nèi)的無(wú)線調(diào)制解調(diào)器，從而取代了對(duì)光纖、電纜或其他有線連接的需求。 FWA 服務(wù)基于中頻或毫米波 5G。 FWA 服務(wù)通常會(huì)部署中繼器，以將固定服務(wù)的范圍從小型蜂窩或基站擴(kuò)展到用戶家中。

2017 年 12 月，3GPP 完成了固定寬帶無(wú)線所需的 5G NR 標(biāo)準(zhǔn)。 Verizon 和 T-Mobile 是美國(guó) FWA 的主要代表，還有一些較小的運(yùn)營(yíng)商和初創(chuàng)公司。

5G移動(dòng)服務(wù)

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商最初在 2019 年部署了 NSA 移動(dòng) 5G 服務(wù)，但北美、歐洲和亞洲的主要移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商直到最近才開始在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)移動(dòng) 5G 覆蓋。數(shù)據(jù)速度差異很大，具體取決于移動(dòng) 5G 支持的頻率類型。

企業(yè)中的 5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

隨著商用專用 5G 網(wǎng)絡(luò)的興起，企業(yè)開始充分看到 5G 技術(shù)對(duì)企業(yè)的承諾。 IDC 最近報(bào)告稱，私有 5G 將在 2022 年進(jìn)入有限的商業(yè)可用性。

IDC 表示：“迄今為止，大多數(shù)私人 5G 項(xiàng)目仍處于試驗(yàn)階段或商業(yè)前部署階段?！?“雖然從市場(chǎng)規(guī)模的角度來(lái)看，私人 5G 仍處于起步階段，但人們對(duì)其所能提供的東西的胃口和興趣是非常真實(shí)的。”

計(jì)劃推出專用 5G 網(wǎng)絡(luò)的公司將需要 RAN 硬件——小型蜂窩或基站——5G 核心軟件和在所選頻率上工作的設(shè)備。獲得無(wú)線電頻譜是專用網(wǎng)絡(luò)部署中最困難的方面之一。

在美國(guó)，公司可以將公民寬帶無(wú)線電服務(wù) (CBRS) 中頻帶頻譜用于 5G 專用網(wǎng)絡(luò)。在亞洲和歐洲的部分地區(qū)，政府為專用網(wǎng)絡(luò)分配頻譜。許多網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的 IT 公司，例如亞馬遜和思科，都在成立專門部署專用網(wǎng)絡(luò)的部門。移動(dòng)和有線電視運(yùn)營(yíng)商也在尋求參與其中。

例如，康卡斯特斥資 4.95 億美元購(gòu)買了 830 個(gè) CBRS 優(yōu)先訪問(wèn)許可證，可將其分配給全國(guó)的私人網(wǎng)絡(luò)。 Verizon 還就私人網(wǎng)絡(luò)達(dá)成了全球協(xié)議。該運(yùn)營(yíng)商在簽署為英國(guó)南安普敦港提供私人 5G 網(wǎng)絡(luò)連接的協(xié)議后，于 2021 年 4 月加入該領(lǐng)域。

服務(wù)提供商正在推動(dòng) 5G 發(fā)展

5G 現(xiàn)在在亞洲、歐洲和北美的大部分地區(qū)以及非洲的一些國(guó)家/地區(qū)都可以使用。 2021 年 12 月，互聯(lián)網(wǎng)性能指標(biāo)分析公司 Ookla 報(bào)告稱，美國(guó)的 5G 可用性最高，為 49.2%，其次是荷蘭，為 45.1%，韓國(guó)為 43.8%。 Ookla 補(bǔ)充說(shuō)，韓國(guó)首爾的 5G 下載速度中位數(shù)最高，為 530.83 Mbps，其次是挪威奧斯陸，為 513.08 Mbps。

在美國(guó)，目前的部署非常重視使用中頻頻譜。

AT&T 表示，到 2022 年底，其 C 頻段將覆蓋 70 至 7500 萬(wàn)人。T-Mobile 在 2021 年 4 月表示，預(yù)計(jì)到 2022 年底，其 2.5 GHz 頻譜將覆蓋美國(guó) 2.5 億人。同時(shí) ，Verizon 宣布，預(yù)計(jì)到 2022 年底，其 C 波段頻譜將覆蓋 1.75 億人。這是美國(guó)主要移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開展的高頻段和低頻段 5G 部署的補(bǔ)充。

本文最初由Jean DerGurahian撰寫，由Dan Jones擴(kuò)展，以反映5G技術(shù)和部署的發(fā)展。