5G技術除了常見的電磁波傳送外，近年竄紅的還有光波傳輸Li-Fi（Light Fidelity），是相當於Wi-Fi的可見光無線通信（VLC）技術，能利用發光二極管（LED）燈泡的光波傳輸數據，除能提供照明與無線聯網，還可避免產生電磁干擾。
然而在無線傳輸技術的研發主流上，仍是以電磁波傳輸爲主，其中的頻率範圍扮演了重要角色，它的公式原理也很簡單─頻率越低（如特低頻VLF，3-30KHz），速度越慢，同時它的波長也就越長（長波，1，000Km-100Km），傳輸範圍更廣，目前主要的應用爲遠程離通信。
反之亦然，頻率越高（至高頻EHF，30-300GHz），速度越快，波長越短（毫米波，10mm-1mm），傳播範圍也就越短。
而目前的第五代移動通訊系統（5G）標準，雖然預計將於2018年中訂出，但下一代移動網絡聯盟（Next Generation Mobile Networks Alliance）則早先定義了5G網絡的要求：以10Mbps的數據傳輸速率支持數萬用戶；以1Gbps的數據傳輸速率同時提供給在同一樓辦公的許多人員等等規定；支持數十萬的併發連接以用於支持大規模傳感器網絡的部署等。成爲各大電信系統商欲達成的目標。
5G厲害在哪裏？
5G並不是簡單提升速度就好，它還得包含許多特性：包括毫米波、MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）、波束賦形、D2D等。所謂的毫米波，也就是前述所提到的高頻，然而爲什麼我們過去不使用速度更快的高頻呢？是因爲高頻過去多半運用於軍事上，另外則是有成本的考慮。
成本的考慮又是什麼？假使電磁波的頻率越高，波長就越長，連帶地它的繞射能力也就越差，就如同衛星通訊及GPS導航一樣，對於傳輸方向有一定要求，因此，電信系統商就得興建更多的基地站來傳遞訊號，成本也就跟着水漲船高。舉例來說，原本一個4G的基地臺就能覆蓋的範圍，5G基地臺就得裝設6-8個基地臺纔夠用。
爲了解決這項問題，多數電信商會使用微型基地臺（Microcell），來取代過往的大基地臺，成本也能跟着下降，這時也會引發一些疑慮，如果架設了這麼多的基地臺，會不會造成更多的輻射污染呢？
這可以用一種簡單的模擬來說明：在一間房間裏，用一個大功率的暖爐好，還是數個小功率的暖爐好呢？答案當然是後者，因爲後者的覆蓋良好，熱能不會集中於某區域散播，而是相對分散，並且速度快，功率影響也更小。
而MIMO又是什麼呢？答案是裝設“更多的天線”。爲什麼智能手機內能容納更多支天線呢？是因爲當頻率越高時，波長短，天線也就跟着縮短。過去的大哥大多有一隻長長的天線，而今日卻已經不常見了，並不是因爲它們不再被需要，而是縮小嵌入整隻手機裏頭去了。
而5G時代使用的毫米波，天線也能再度縮小。因此，除了可以將更多的天線塞入手機外，微型基地臺內也能放入更多的天線，接收與發送訊號的窗口越多，處理速度也能大幅增加，達到所謂的“多進多出”。
控制電磁波的傳輸方向
再來是具備高技術門坎的波束賦形。電磁波的傳輸，一般是用四散、廣播的方式傳遞訊號，然而我們通常只需要將訊號朝着某方向傳遞即可，多數的電磁波能量都被大幅浪費。
而波束賦形則是可以控制射頻訊號，使得基地臺站上的電磁波，能對準它提供服務的對象（智能手機），並隨之改變方向。透過此項精準傳遞訊號的服務，可以大大提升基地站的服務數量。
最後一項5G特性─D2D（Device to Device），則代表當日後使用5G技術時，不再需要透過基地臺來轉送訊號，即可讓鄰近的兩臺無線裝置能夠建立直接聯機（Device-to-Device Link）來進行通訊，大幅度地降低基地站的使用資源。
5G在生活中實現
而在什麼時候才能夠看到5G實現在日常生活中呢？目前已經有部分5G技術開始進行測試，例如美國AT&T和Verizon正測試家庭和企業的5G寬帶固網；而韓國的電信商則希望趁着2018年平昌冬季奧運會時，能夠提前讓5G網絡到位；世界各地的電信商則預估將在2020年開始提供5G的移動服務。
2017年11月，美國電信商Verizon也宣佈在2018下半年將在加州推出業界第一個商用5G固定無線接入寬帶網絡服務，並在年底前擴張市場。此外，Verizon宣佈將和瑞典電信設備製造商Ericsson合作，Ericsson將成爲2018年商用固定無線接入5G服務的網絡設備供貨商。
目前各家電信商正在進行多種模型的測試校正，包含網絡的建立方式以及使用的電磁波頻段，可預見的是，5G將是新一波的戰場，勝出的技術和方案將成爲業界標準，也能在新世代中取得領導地位。
沒有留言:
張貼留言