層出不窮的“黑科技”驚艷無線通信

本刊記者│ 魯義軒

層出不窮的“黑科技”驚艷無線通信

本刊記者│ 魯義軒

編者按底層技術(shù)決定上層應(yīng)用，通信和ICT行業(yè)之所以能夠出現(xiàn)那些令人著迷的業(yè)務(wù)和服務(wù)，那些令人目不暇接的創(chuàng)新終端，背后往往是能量巨大的新技術(shù)作為助推力。

讓我們來看看ICT業(yè)界是如何以技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)創(chuàng)新，迅速拉近萬物互聯(lián)時代與我們現(xiàn)在的距離的。

承載著移動互聯(lián)爆發(fā)式流量的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)，被巨大的流量和無數(shù)個新應(yīng)用推動著不斷升級變革，針對短距離通信、大流量應(yīng)用、密集場景、物物互聯(lián)等需求的各類創(chuàng)新“黑科技”也逐漸顯現(xiàn)出令人眼前一亮的實力。

5G，不只是5G

進入2016年ICT各領(lǐng)域幾乎都“乘上了5G的翅膀”，面向2020加速推進和創(chuàng)新圍繞5G的技術(shù)與應(yīng)用。在今年2月的GSMA大會上，各大設(shè)備商和運營商以及相關(guān)企業(yè)都推出了最新的5G方案。美日韓及歐洲等多家電信運營商則宣布在2016年積極籌備5G網(wǎng)絡(luò)測試，當(dāng)然，國內(nèi)5G研發(fā)也在同步推進甚至更快。

近日中國信息通信研究院5G專家在業(yè)內(nèi)會議上介紹了5G試驗的最新進展。截至今年第一季度，國內(nèi)的5G測試實驗室已經(jīng)搭建完畢，已搭建5個宏基站和超過10個小基站，以及3個高頻小基站，下一步將會開放部分測試接口規(guī)范廠商的產(chǎn)品，并引入高頻段的測試內(nèi)容。

據(jù)悉，運營商聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈在網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)測試上還將有一系列創(chuàng)新，網(wǎng)絡(luò)切片、CU分離等技術(shù)今年下半年將完成測試。

近日，北京地區(qū)已率先啟動了“5G試驗網(wǎng)”建設(shè)。

事實上，5G的概念已遠遠超過其技術(shù)本身。正如中國移動專家強調(diào)的，5G不僅是個單點的技術(shù)革新，更是一個融合無線網(wǎng)絡(luò)、傳輸終端、業(yè)務(wù)平臺的端到端的系統(tǒng)工程，需要產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)加強協(xié)同，積極開展包括空中接口以及業(yè)務(wù)平臺各個方面全方位的協(xié)同測試，推進端到端的系統(tǒng)成熟。

NB-IoT暗涌來襲

面向萬物互聯(lián)，NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)技術(shù)逐漸浮出水面，這個基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)成為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個重要分支，2016年將是其發(fā)展的關(guān)鍵一年，也是運營商借此進軍物聯(lián)網(wǎng)市場的關(guān)鍵一年。

從技術(shù)上看，NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，只消耗大約180KHz的頻段，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。技術(shù)專家稱，與LoRa、Sigfox和Wi-Fi等IoT技術(shù)相比，NB-IoT具備大容量、深覆蓋、專用頻段、低功耗和低成本等優(yōu)勢，比LTE更合適于物聯(lián)網(wǎng)，LTE最大只能容納每個家庭5部設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，而這在IoT應(yīng)用上是遠遠不夠的。

設(shè)備商表示，截至目前蜂窩網(wǎng)已覆蓋全球90%的人口，覆蓋超過50%的地理位置。基于現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，運營商完全能夠駕馭這個非常有競爭力的NB-IoT技術(shù)。

在標(biāo)準(zhǔn)化上，3GPP計劃在今年6月凍結(jié)并發(fā)布NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)悉華為海思等芯片企業(yè)將陸續(xù)于今年推出NB-IoT商用芯片，而且芯片價格向短距離通信芯片價格靠近。

之所以產(chǎn)業(yè)鏈對NB-IoT密切關(guān)注且投入，是因為這對傳統(tǒng)的無線通信可以說是一種革新性技術(shù)。它支持海量連接、有深度覆蓋能力、功耗低，這些與生俱來的優(yōu)勢讓它非常適合于傳感、計量、監(jiān)控等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，適用于智能抄表、智能停車、車輛跟蹤、物流監(jiān)控、智慧農(nóng)林牧漁業(yè)以及智能穿戴、智慧家庭、智慧社區(qū)等領(lǐng)域。這些領(lǐng)域?qū)V覆蓋、低功耗、低成本的需求非常明確，目前廣泛商用的2G/3G/4G及其他無線技術(shù)都無法滿足這些挑戰(zhàn)。

相比Wi-Fi、藍牙、Zigbee面向短距離互聯(lián)應(yīng)用的無線技術(shù)，NB-IoT是長距離廣域的通信技術(shù)，短距離與長距離多種通信技術(shù)共存是最合理和最能解決問題的手段，而NB-IoT正是長距離物聯(lián)技術(shù)之中的佼佼者。

超級Wi-Fi未來潛力不容小覷

當(dāng)IEEE802.22標(biāo)準(zhǔn)出爐后，無線地區(qū)型網(wǎng)路(WirelessRegionalAreaNetwork，WRAN)的概念也隨之出現(xiàn)，被稱為超級Wi-Fi的802.22傳輸距離最長可達100公里，因此預(yù)期運用范圍相當(dāng)廣泛，其中也包括物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

在頻譜規(guī)劃領(lǐng)域，24GHz～120GHz頻譜的應(yīng)用一直被熱議，但這些高頻率的頻段在通信上有諸多限制。而VHF(54-216MHz)及UHF(470-890MHz)頻段上的空白頻譜，特別是UHF上的空白頻譜，其頻率特性非常適合用來進行通信，在傳輸表現(xiàn)方面，具備傳輸距離更長的優(yōu)勢，因此也得到產(chǎn)業(yè)界高度關(guān)注。

光無線技術(shù)Li-Fi實現(xiàn)商用

Li-Fi技術(shù)誕生并不是在近兩年，但實際商用一直面臨諸多挑戰(zhàn)。

Li-Fi的工作原理其實和紅外線遙控器有點相似。數(shù)據(jù)首先被調(diào)制成光源，以光信號方式迅速傳輸，被感光器接收后再被重組為電信號。

但和遙控器不同的是，Li-Fi利用的是可見光。給普通的LED燈泡裝上微芯片，可以控制它每秒數(shù)百萬次閃爍，亮了表示1，滅了代表0，由于燈泡閃爍頻率太快，肉眼根本感覺不到，但LED就此可以成為移動互聯(lián)網(wǎng)入口。

2016年，Li-Fi技術(shù)在墨西哥首次實現(xiàn)了商用，雖然傳輸速率依賴于服務(wù)提供商，但是但是其速率仍然比Wi-Fi要搞100倍。

該技術(shù)一度被看好用于酒店、飛機等場景，但其大規(guī)模應(yīng)用仍有硬傷：例如無法在日光充足的場景應(yīng)用、信號無法穿墻、光覆蓋面積有限、初期只能單向通信等。

新版低功耗Wi-Fi也來搶市場

據(jù)外媒報道，今年2月Wi-Fi聯(lián)盟推出了一項新的名為HaLow的低功耗版本W(wǎng)i-Fi技術(shù)，據(jù)稱可以在智能家居、車聯(lián)網(wǎng)和智能城市等領(lǐng)域進行使用。

該聯(lián)盟的目標(biāo)是推出支持HaLow在無干擾狀態(tài)下能夠與正規(guī)Wi-Fi技術(shù)并行運作的三頻Wi-Fi路由器。然而，干擾可能來自于其他方面，如家用設(shè)備中的嬰兒監(jiān)視器就已經(jīng)運行在900MHz頻段。此外，一些國家已經(jīng)將900MHz頻段預(yù)留給移動通信服務(wù)，所以從源頭上來看就存在著干擾的危險。

從應(yīng)用可行性上看，HaLow在需要更長范圍和更低數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖褂铆h(huán)境下被接受的可能性更高。雖然主要的障礙在于部署支持HaLow的三頻Wi-Fi路由器，但是超窄帶網(wǎng)絡(luò)（例如法國的Sigfox）則需要部署一張完整的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)類似的功能。

業(yè)內(nèi)媒體分析，對HaLow來說造成威脅的另一個潛在競爭對手是窄帶LTE（NB-LTE）協(xié)議——該協(xié)議背后得到了來自諾基亞、愛立信和英特爾的支持。像HaLow一樣，NB-LTE從一個現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中受益，不過它可能會比HaLow或者其他超窄帶網(wǎng)絡(luò)更加昂貴，將適用于更加高級的用途中。

Wi-Fi聯(lián)還宣布計劃推出Wi-Fi定位技術(shù)，將提供類似藍牙beacon技術(shù)的室內(nèi)定位服務(wù)，這被視為對現(xiàn)有藍牙beacon技術(shù)部署的一種挑戰(zhàn)。Wi-Fi聯(lián)盟表示，它將提供許多超越現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢，包括提供精確室內(nèi)定位數(shù)據(jù)等，但是該技術(shù)相較beacons是否真的能夠提供更好的用戶體驗尚待觀察。另一方面，與現(xiàn)有Wi-Fi技術(shù)進行配合后，Wi-Fi定位技術(shù)還將幫助智能家居更加智能。

編輯｜魯義軒 luyixuan@bjxintong.com.cn