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5G取代光纖寬帶,可能嗎?

2021-01-25 16:36:27
要回答這個(gè)問題,首先普及兩個(gè)概念!
5G即第五代移動通信技術(shù),5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)至少滿足幾個(gè)特征:峰值速率達(dá)到10Gbps,相當(dāng)于比4G傳輸速率100Mbps快100倍、5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)延從4G的50ms縮短為1ms,滿足千億量級的網(wǎng)絡(luò)終端連接,整個(gè)移動網(wǎng)絡(luò)的單位比特能耗比4G降低1000倍。
光纖寬帶就是把要傳送的數(shù)據(jù)由電信號轉(zhuǎn)換為光信號進(jìn)行通訊。 在光纖的兩端分別都裝有“光貓”進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換。光纖寬帶是寬帶網(wǎng)絡(luò)中多種傳輸媒介中最理想的一種,特點(diǎn)是傳輸容量大、傳輸質(zhì)量好、損耗小、中繼距離長等。光纖傳輸使用的是波分復(fù)用WDM,即把小區(qū)里的多個(gè)用戶的上網(wǎng)數(shù)據(jù)利用PON技術(shù)匯聚成為高速信號,然后調(diào)制到不同波長的光信號在一根光纖里傳輸。
了解了5G、光纖寬帶的概念,下面聊一聊5G能否取代光纖寬帶?以何種方式替代?何時(shí)能夠取代?
分析之前,簡單講述一下移動通信技術(shù)原理,便于理解。
2G 網(wǎng)絡(luò)相比1G最重要的變革就是在手機(jī)與基站之間采用了數(shù)字信號以增加系統(tǒng)容量,相比模擬信號傳輸更加有效,同時(shí)相比于模擬信號,數(shù)字信號保密性能更好。
2G讓模擬變數(shù)字信號,多用戶在頻率或者時(shí)間上進(jìn)行正交分割。
3G 使用了 CDMA 技術(shù),引入了功率控制、自適應(yīng)調(diào)制編碼、以及所提到的多用戶檢測、智能天線、RAKE 接收機(jī)、分集技術(shù)等。
3G引入碼字域,碼分多址,用戶數(shù)量可以過載。
而 4G 網(wǎng)絡(luò)為了提高系統(tǒng)速率,采用了 OFDM 波形、MIMO 傳輸、載波聚合(CA)、高階調(diào)制技術(shù)(64-QAM、256-QAM)等面向高速率傳輸技術(shù)。
4G采用OFDM在時(shí)間和頻率兩個(gè)維度上進(jìn)行資源劃分,MIMO多輸入多輸出引入分集和復(fù)用增益。
由于5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍處于研發(fā)階段,目前各大通信運(yùn)營商、設(shè)備廠家、科研組織均只是針對5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提出了構(gòu)想,尚未成型。
因此,5G也被稱為下一代網(wǎng)絡(luò),這個(gè)是相對于4G來說的。
討論5G能否取代光纖寬帶,借用現(xiàn)實(shí)中的4G為基礎(chǔ)藍(lán)本,討論分析。
眾所周知,中國移動推出的TD-LTE峰值下載速率100Mbps,而中國電信、中國聯(lián)通主推的FDD-LTE峰值下載速率達(dá)到了150Mbps。
2014年中國移動剛商用4G之時(shí),下載速率可達(dá)50Mbps以上,部分網(wǎng)友測試了下載速率可達(dá)80MBbps,算是令人歡欣鼓舞的。
反觀現(xiàn)在,4年之后,如今的中國移動4G下載速率一般維持在10-20Mbps,這還是三四線城市、農(nóng)村一下地區(qū)。相較于北上廣深等一、二線大城市,中國移動4G下載速率還達(dá)不到。許多時(shí)候,4G網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞,上網(wǎng)卡頓、偶爾掉線問題。
這就不得不說,4G技術(shù)采用高頻覆蓋技術(shù),基站主設(shè)備容量承載有限,一旦使用用戶過多、集中爆發(fā)上網(wǎng)需求,4G網(wǎng)絡(luò)利用率超過80%警戒線,擁塞、卡頓必然出現(xiàn)。
因此,運(yùn)營商時(shí)常會對現(xiàn)網(wǎng)中4G設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)容,這里的擴(kuò)容是設(shè)備擴(kuò)容,而傳輸光纜理論上傳輸速率是光速、傳輸通道容量理論上接近無限值。
而光纖寬帶正是有線寬帶的具體應(yīng)用。
尤其是光纖寬帶投入市場,以中國移動大力投入的PON+FTTX寬帶接入網(wǎng)、中國電信、中國聯(lián)通電話銅線換光纖網(wǎng)絡(luò)改造工程為代表的三大運(yùn)營商,近年來都在極大地推進(jìn)“光進(jìn)銅退”工程。
因此,從現(xiàn)狀來看,4G取代光纖寬帶基本無可能!
那么不久的將來,5G網(wǎng)絡(luò)商用,能否替代光纖寬帶呢!
5G技術(shù)采用高頻段甚至超高頻,5G技術(shù)正好利用前期未被使用過的高頻段頻譜資源。5G技術(shù)利用大規(guī)模天線,在高頻段頻譜資源下,波長很短,天線陣子形成天線矩陣,結(jié)合波束賦形、波束追蹤技術(shù)彌補(bǔ)高頻傳輸?shù)木窒扌浴?/div>
具體一點(diǎn),打個(gè)比方,5G單站覆蓋范圍更小,因此,為增加覆蓋效果,同時(shí)盡可能降低基站建設(shè)成本,5G對信號進(jìn)行增強(qiáng)、放大、聚合,提升信號覆蓋效果。
按照5G網(wǎng)絡(luò)千億容量終端設(shè)備的接入能力看,理論上可以滿足手機(jī)接入5G網(wǎng)絡(luò)。
因此,有觀點(diǎn)堅(jiān)持認(rèn)為,未來5G能夠取代光纖寬帶!
理由一:隨著流量費(fèi)用在繼續(xù)下降,5G網(wǎng)絡(luò)取代光纖寬帶是遲早的事。
中國電信、中國聯(lián)通推出的4G無限流量套餐已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。
說實(shí)話,4G比起光纖寬帶最大的優(yōu)勢,就是下行速度快,上行也不賴。
理由二:如同固定電話被光纖寬帶取代一樣的結(jié)局,盡管商用固話目前是必不可少,但是整體是日薄西山了。因此,5G取代光纖寬帶就是歷史的選擇!
理由三:如果將現(xiàn)有的光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)末端的分光器更換成5G基站設(shè)備,通過無線終端接入客戶家里,那么現(xiàn)有光纖寬帶立馬可以被淘汰。意思是未來5G技術(shù)小型化,應(yīng)用到家庭中,實(shí)現(xiàn)家庭用戶的互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)需求,那么5G取代光纖寬帶一定可以實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)然,相反的觀點(diǎn)堅(jiān)持認(rèn)為,未來5G不能取代光纖寬帶!
理由一:多年前三大運(yùn)營商為了彌補(bǔ)有線寬帶線路資源不足的劣勢就搞了無線寬帶CPE,但這個(gè)東西實(shí)話說,一般家庭使用問題不大,但對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求高的就算了,丟包、跳PING、速度不穩(wěn)定,無線的抗干擾能力本身受制于太多因素。以此類推,5G網(wǎng)絡(luò)受制于無線網(wǎng)絡(luò)的弱點(diǎn)與天然劣勢,想要取代光纖寬帶幾乎不可能。
理由二:5G商用普及后,光纖寬帶加上固定電話,必將成為企業(yè)、黨政軍的專屬業(yè)務(wù)。以后光纖寬帶和5G并存,但光纖寬帶主要為高端用戶(政府、大企業(yè)等),給要求比較高的用戶提供服務(wù);5G則面向流動性強(qiáng)的普通大眾,如家庭用戶、個(gè)人等。
理由三:用戶一多,基站肯定受不了,速度肯定慢下來。資費(fèi)方面,在家肯定是寬帶好,現(xiàn)在的光纖1000M好多地方都覆蓋了,所以在家肯定是光纖寬帶;無限量套餐也只能在外出用方便點(diǎn),而且現(xiàn)在手機(jī)流量都限制在40G。
光纖寬帶的速度和穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過5G網(wǎng)絡(luò)。
空氣中的電磁頻率是固定的,存在傳輸上限值,超高頻也是如此,而光纖寬帶里面的玻璃絲光速傳播可以看成是接近無限的。
所以5G取代光纖寬帶是不可能的。
認(rèn)同與反對的雙方各自堅(jiān)持觀點(diǎn),而且論點(diǎn)均有一定道理。現(xiàn)有環(huán)境下,正反雙方出發(fā)點(diǎn)基于現(xiàn)實(shí)給出自己的理由。
那么,不久的未來5G取代光纖寬帶是否成為現(xiàn)實(shí)呢?
按照現(xiàn)有技術(shù)研發(fā)進(jìn)度、以及世界主流電信運(yùn)營商的5G商用進(jìn)度表,5G最早投入商用需要2025年以后。那個(gè)時(shí)候,光纖寬帶發(fā)展是個(gè)什么樣子?
依照三大運(yùn)營商目前的光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度,到2025年,不說全國光纖寬帶全覆蓋,至少得90%以上地區(qū)覆蓋了光纖寬帶!
不談技術(shù),只談人為。5G替代光纖寬帶,三大運(yùn)營商投入寬帶建設(shè)的巨量資金怎么辦?如何收回成本?光纖寬帶怎么賺錢呢?
為什么運(yùn)營商要革自己的命?持續(xù)主動給自己減少收入呢?
退一步講,即便運(yùn)營商愿意承擔(dān)光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)的成本損失,5G取代光纖寬帶真有那么簡單嗎?
5G覆蓋是一個(gè)巨大難題,容量承載也是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題,全中國目前有13億手機(jī)用戶,全部接入5G。假設(shè)5G取代光纖寬帶,13億部手機(jī)終端失去光纖寬帶接入通道,將時(shí)刻保持連接5G網(wǎng)狀態(tài),而且隨時(shí)產(chǎn)生上網(wǎng)流量,這將是多么巨大的網(wǎng)絡(luò)流量?。?/div>
未來,智能城市、智慧家庭、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)的進(jìn)一步發(fā)展,智能終端設(shè)備數(shù)量只增不減,都將全部接入5G網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)有的電視機(jī)、臺式計(jì)算機(jī)全部是老式接口,接入光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)是沒有問題的。假設(shè)需要全部接入5G網(wǎng)絡(luò),必定是無線接入,接口技術(shù)、通信標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)亟待解決的技術(shù)問題。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、AR設(shè)備、智能家電、新型汽車、智能穿戴設(shè)備等接入5G網(wǎng)絡(luò),如何做到互不干擾?頻率使用規(guī)劃是一個(gè)難題!
總之,5G取代光纖寬帶網(wǎng)絡(luò),不僅僅是一個(gè)手機(jī)問題,這其中牽涉下一代網(wǎng)絡(luò)的方方面面,上至技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、傳輸模式,下至終端支持等,需要更新、迭代的東西太多太多!
從另一個(gè)角度看,大哥大時(shí)代,人們哪能想象到5G是個(gè)什么樣子?不過現(xiàn)在,5G都快商用實(shí)現(xiàn)了。
因此,保持探索、更新迭代的科學(xué)態(tài)度,不正是移動通信成長到今天并將不斷前進(jìn)的動力嘛!


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