5G服務啟動 成績毀譽參半

無法打破的物理定律。華為公佈Huawei X-Labs測試毫米波穿透不同材質牆壁的損耗, mmWAVE穿透混凝士牆後的訊號損耗超過了60dB。

自2017年,3GPP組織通過流動網絡5G NR商用標準,加快各大電訊商落實5G網絡的步伐,尤其美國及韓國的供應商已急不及待,年初開始已㨂選了數個城市作為5G服務的試點。

由今年的四月開始,韓國電訊商SK Telecom,KT及LGU Plus等,五個城市中推出5G手機及網絡服務,標榜下戴速度比LTE快10倍,時延低,支援物聯網大量接入。預計年㡳前,一成手機用戶轉往5G服務。

美國Verizon亦率先在5大城市推出服務,AT&T及T-Mobile 等亦宣告在年底前或明年初提供5G。相對來說,歐洲電訊商未跟上亞洲和美洲速度,但在英國、德國及意大利等國家,已公布有5G工程進行,相信2020年會有更加多的國家,推出5G電訊服務。

5G網絡大幅提升現時LTE速度和頻寛,雖然以LTE使用視訊串流 ( Video steaming)基本沒太大問題。但在5G網絡上,據高通發表全球5G modem 晶片Snapdragon X55,最高下載速度 7Gbps,5GB影片只要5秒下戴到手機,手機上使用VR之類的實況應用,也可以隨心所欲。

5G能達到以上寛頻速度,原因之一乃使用了電波中的「毫米波」(Millimeter Wave,mmWAVE),又被稱為「極高頻」(Extremely High Frequency, EHF)。所以,發展5G重要方案之一,便是政府規劃5G頻譜及發放牌照給服務營運商。今年三月,香港電訊管理局以行政方式,向三家電訊營運商指配了26/28 GHz的「毫米波」頻段,3.5GHz、3.3GHz、4.9GHz頻譜今年內亦拍賣,處理籌備階段,報導指政府計劃未來一至兩個月,開始拍賣上述Sub-6頻段。

mmWAVE 技術雖然提升了傳送速度,卻容易受干擾,加上傳輸距離甚短,營運商要短期內,建立數千個基站,資本投亦鉅大。今年初,和記電訊旗下3HK放棄向通訊事務管理局申請 26GHz 及 28GHz 頻段,就是基於mmWAVE工程的挑戰甚大。

mmWAVE繞射能力甚差,負責發射信號天線至手機,最理想是以直線距離接收,如傳送途中有人或車之類經過,訊息大有機會就阻擋和折射。業界解決接收的問題,便使用了Beamforming技術,提昇傳輸距離,同一頻段和時間內向多名用戶提供服務。簡單說明,便是在發射站及接收手機中,設置大量接收天線,務求接收到最多最強訊號。

此外,若5G訊號經折射而轉到手機,仍可穿透玻璃,訊號若碰到金屬之類物質,會被折射、反射和吸收。但若是經過大厦之類石屎等物質,則有機會全被吸收。據華為的測試, mmWAVE穿透厚度為28CM石屎牆,訊號損耗竟超過了60dB!最後訊號無法傳到手機。唯一辦法可能是室內基站。

根據美國Venturebeat 報導,現階段的5G實際傳輸速度,平均可達300至500Mbps左右,是一般LTE網絡的10倍。而Verizon及AT&T等公司亦曾公佈最佳的速度更能達至2Gbps,差不多是4G的40倍之多。若此速度能提供給所有的用戶,相信會吸引更多人轉投5G懷抱。

可惜初階段之中,最大投訴就是用戶仍難於接收5G的訊號。美國紐約這類的大城市當中,戶外干擾仍然十分嚴重,這個可能跟5G天線覆蓋率未夠有關。

南韓首爾號稱有100萬的5G用戶,平均速度亦徘徊111M至最佳988M不等。很多地方的手機,根本未能連上線5G的天線塔,只能轉往4G網絡。對於使用mmWAVE技術電訊商,如美國的T-Mobile等,由於上述提及mmWAVE 限制,室內用戶更完全無法使用5G。

綜觀現時5G服務,雖然有大量炒作,服務未如理想。仍然有很大的空間需要改進,包括環境規劃及接收穩定,商場和辦公室等設置室內天線。此外5G的手機亦並未普及,價錢仍相當昂貴。

不過,5G前景一片光明,除了消費者市場之外,未來IoT發展,汽車自動化,及虛擬技術等,都跟5G扯上了關係,相信全球電訊營運商投資及硏究,5G仍會成生活上不可或缺的科技。

作者:梁定康(Andy Leung)網絡保安工程師,向電信商及企業提供網絡保安設計方案。

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