隨著網路營運商悄悄推出5G服務,行動通訊產業在倉促瞭解5G的過程中,發現了一個又一個的意外挑戰。這比營運商預期的要困難得多,因此他們的啟動成本也要比原先預算的高。

好消息是,毫米波(mmWave)訊號其實比許多人擔心的更加強健。到目前為止,人們似乎有點誇大了雨衰(rain fade)和樹葉等柔軟障礙物影響5G訊號品質的擔憂。

5G的一個關鍵要素是網路虛擬化,其目標是使通訊網路可以無限配置,從而適應網路使用者的各種不斷變化的需求。依不同需求,網路具備可重配置性,且要求確保每個新配置都能提供所需服務。不過,根據定義,提前測試不可能實現。

5G的一些特性對行動通訊來說還是新的,包括網路可配置性和低延遲,因此可望實現無數潛在的新用途,但大多數人對5G的第一印象是熟悉的電話和寬頻服務。如果5G手機和網際網路服務與4G相比沒有得到明顯改進,那對營運商來說將非常嚴重,因為5G服務只能更好,絕不能更糟。

因此,營運商不斷呼籲他們的測試與量測合作夥伴將其測試功能從實驗室擴展到網路本身。目的有二:一是確保技術在安裝時能夠正常工作;二是新服務在啟用時能真如廣告宣傳的那樣好。

20190403NT31P1 5G行動網路佈建,要考慮到方方面面,對營運商來說,著實不容易。

他們擔心「無線電技術在第一天可能無法正常工作。」Spirent 5G業務負責人Steve Douglas指出。因此,營運商發現他們不得不在網路營運方面投入更多資金,從而衍生以前未預料到的啟動成本,他進一步解釋。

「我們的客戶,特別是那些大型服務提供者,問我們是否可以協助他們營運網路。」Douglas表示,「不僅僅是測試,還有如何啟動,以及如何確保營運正常,無論是品質、性能還是滿足服務等級協定(SLA)。」

一些測試與量測公司透過對其測試功能進行虛擬化來進行回應,以便可以在網路中的任何地方對它們進行實例化。

Douglas解釋,Spirent已經虛擬化了其大部分測試功能,並且還對其部分測試資源建立了雲端訪問。

「我們發現網路的這種複雜性比我們許多客戶所想像的更令人頭痛。」Douglas表示,「他們知道使用新的頻率範圍就已經夠難了,但無線電技術比他們所預期的要複雜得多。」

他指出,最近幾個月所發現的許多手機問題仍然存在。4G手機中可能有一根4G天線,還有一根GPS天線、一根Wi-Fi天線和一根藍牙天線。5G手機需要用到所有這些,因此還要再加上多根5G天線。

這麼多天線所帶來的問題,首先是空間短缺。手機製造商要將所有這些天線塞進手機實非易事。Douglas表示,Spirent正在與一些製造商合作,應對手機電路的佈局和小型化問題。

「由於突然冒出更多的蜂巢天線,我們也開始看到多天線干擾的影響。」Douglas表示,「它們會使用5G衍生的Multi-MIMO架構。因為有這麼多天線,而且非常緊湊,所以它們會相互干擾,例如與GPS干擾。從我們正在測試的一些早期智慧型手機原型可以看到,蜂巢通訊會降低GPS訊號的性能。這非常有害,所以我們正與他們緊密合作。」

Douglas表示,網路系統方面存在軍備競賽。製造商們認為他們需要開始快速出貨商用設備,有些廠商甚至快到將其正常生產週期的長度縮短了一半,結果導致這些出貨設備不夠強健。

Spirent在美國市場的某些一級客戶正在部署他們的第一批基地台,Spirent正在協助他們找出最佳配置,從而確保5G性能。Douglas表示,如果營運商想要對5G收取更高的費用,他們必須確保「新的資料速率得明顯高於4G」才行。

當談到可以使用的各種頻段時,Douglas表示,毫米波頻段確實會遇到一些訊號衰減問題,但它並沒有人們所擔心的那樣糟糕。營運商放棄了將毫米波頻譜用於固定無線寬頻的想法,但鑒於目前毫米波測試結果非常的好,Douglas透露,一些客戶正在重新考慮。

儘管如此,由於毫米波傳播距離不太遠,依賴於毫米波頻段的營運商必須要安裝更多的基地台。根據大致估算,這可能要增加4~9倍之多,但Douglas提到加拿大溫哥華的一個試驗模型顯示,這個數字可能高達30倍。

在人口密度較高的地區,以及較頻繁的交通環境中,這個因素的影響可能較低,不大會破壞5G的實用性。但是,在郊區和偏遠鄉村地區也安裝這麼多的基地台,其是否合理就是個問題了,因為在這些環境下設備利用率肯定會比較低。

Douglas說,有幾種可能性正在考慮中,其中一個是虛擬化一部分無線資源。他說,有可能從基地台拿出50%的處理量,將其移到雲端。這樣做的一個潛在缺點是,這是否會使上網速率減慢太多,他透露有幾家客戶正在研究這種可能性。

另一種方法是網狀網路,這是5G網路的一種架構選擇,將在下一輪3GPP 5G標準中進行定義。這種想法是將3~4個基地台節點僅透過無線方式互連,然後全部中繼到一個中心基地台,再將每組基地台中的這唯一一個中心基地台連接到光纖網路。同樣,必須要對這種方法進行測試,來驗證是否可以維持網路性能。

Douglas表示,另一個完全出乎意料的問題是MIMO天線比4G天線體積大,而且重得多,以至於額外的重量甚至可能超過屋頂和其他安裝地點所能承受的重量。「這實際上打破了一些計畫規則。有時必須要強化現有的屋頂耐重度,但我們很多人可能從未想過還有這種有趣的事情需要考慮。」

(參考原文: Surprise! More 5G complications,by Brian Santo)