無線網(wǎng)絡(luò)信號繞著電線跑

鄭晶敏

當(dāng)Google、Facebook等互聯(lián)網(wǎng)公司正嘗試用熱氣球、無人機等新方式傳輸網(wǎng)絡(luò)信號，以便讓更多地區(qū)也能接入互聯(lián)網(wǎng)時，那些“被侵入領(lǐng)地”的傳統(tǒng)電信運營商似乎坐不住了，它們也在想方設(shè)法加快創(chuàng)新。

今年9月20日，美國第二大移動運營商AT&T發(fā)布消息稱，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種能通過電線來直接傳輸千兆級高速無線寬帶網(wǎng)絡(luò)的方法。根據(jù)其描述，這個名為AirGig的項目能以更為廉價、更為便捷的方式，將互聯(lián)網(wǎng)帶至那些貧困及偏遠(yuǎn)地區(qū)。

形象地說，AirGig的技術(shù)能使電線與網(wǎng)線合并，如此，本來需要在電線內(nèi)部隨著電流傳播的網(wǎng)絡(luò)信號，就能從電線中“跑出來”，在電線表層環(huán)繞傳播。這時，電線就只起到引導(dǎo)傳播方向的作用。

AT&T的設(shè)想是，在現(xiàn)有的電線桿上放置特制天線和塑料路由器，特制天線能夠釋放頻率高達(dá)30GHz的毫米波，而塑料路由器則接收隨電線傳播而來的毫米波，將其解調(diào)成為無線網(wǎng)絡(luò)信號，這一信號能被周圍的用戶收到。也就是說，這些用戶不必在自己家中安裝網(wǎng)線，使用AT&T提供的高速Wi-Fi即可。

如果能付諸商業(yè)化，AirGig將創(chuàng)造一種新的電力線通信的方式。

電力線通信（Power Line Communication，簡稱為PLC）技術(shù)本身并非什么新鮮的通信方式，它的原理就是把高頻波加載于電流，通過電流來傳輸數(shù)據(jù)或者媒體信號，然后由一個適配器負(fù)責(zé)接收電流，把高頻波從電流中分離出來，傳送給計算機或電話。

北京理工大學(xué)信息學(xué)院教授陶然對《第一財經(jīng)周刊》介紹說，這一技術(shù)在1990年代到21世紀(jì)初期的十年間，曾經(jīng)發(fā)展迅速，但后來已經(jīng)成為一個比較小眾的研究領(lǐng)域了。

針對PLC技術(shù)的研究和應(yīng)用一度走向衰落的主要原因，是配電變壓器、電線本身都會導(dǎo)致靠電線傳播的信號極易受到干擾和衰減，此外也很難找到合適的頻譜，即使順利接入，傳輸速度也不夠快，無法滿足用戶高速上網(wǎng)的需求，電線的負(fù)荷也會影響傳輸距離。

所以2000年以來，各大運營商大規(guī)模推出ADSL、光纖、無線網(wǎng)絡(luò)等多種寬帶接入業(yè)務(wù)，它們逐漸取代了PLC技術(shù)。

“但電力線通信的優(yōu)勢仍然很明顯，最大優(yōu)點是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線就能傳遞數(shù)據(jù)?！碧杖徽f。這種優(yōu)勢應(yīng)該也正是AT&T所看重的。

首先，電力線幾乎可以架設(shè)到任何地方，包括寬帶和無線網(wǎng)絡(luò)尚難以觸及的偏遠(yuǎn)地區(qū)。另外，由于無需重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)或挖開街道，這也能節(jié)約大量基建成本。

AirGig找到了克服傳統(tǒng)PLC技術(shù)弊端的解決方案—雖然AT&T未提供關(guān)于此技術(shù)的較多細(xì)節(jié)，但核心原理上這種新的PLC技術(shù)，并不是讓網(wǎng)絡(luò)信號隨電流在電力線內(nèi)部傳輸，其傳輸原理可能與電流輻射出的電磁波有關(guān)。

在電力線的“指引”下，高頻數(shù)據(jù)信號由安放在電線桿頂部的路由器來負(fù)責(zé)接收，這個路由器同時充當(dāng)著調(diào)制解調(diào)器、Wi-Fi和信號放大器的作用，它一方面可以將高頻信號直接轉(zhuǎn)換為可供用戶直接接收的多頻率段的無線網(wǎng)絡(luò)信號，另一方面還可將高頻信號加強繼續(xù)沿電力線傳輸。

普通的電線桿之間的距離一般在50米左右，高壓線則為200米，基于這樣距離的電線來傳輸信號將不是問題。在每一個電線桿上如此密集地放置“Wi-Fi”，是為了保證讓這一地區(qū)的用戶都可直接享受到無線網(wǎng)絡(luò)信號，無需再另行安裝設(shè)備。

AT&T計劃選擇中壓電力線搭載高頻信號，這主要是從位置角度考慮，中壓電力線高度適中，視野較好，便于操作。路由器和特制天線皆為塑料材質(zhì)，這也能降低成本。

AT&T表示，AirGig的相關(guān)技術(shù)還在測試階段，實地應(yīng)用測試會于2017年開始。這的確是個不錯的設(shè)想，AT&T已宣布完成了相關(guān)技術(shù)研發(fā)，并擁有一百多項相關(guān)專利。但未來如果將AirGig項目付諸商業(yè)化，困難可能還有不少。

比如，在電線表層傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)信號更易受到雷雨等惡劣天氣的影響。此外，由電線桿的位置決定的路由器設(shè)備安放的位置，可能也會限制服務(wù)的范圍。所以陶然認(rèn)為，這項新技術(shù)的落地，可能還需要根據(jù)服務(wù)環(huán)境和范圍，重新設(shè)計安裝設(shè)備的電線桿位置。

AT&T的首席戰(zhàn)略官John Donovan表示，現(xiàn)有的硬件設(shè)備雖然可靠，但已不能滿足今天對速度的需求。理論上，新一代技術(shù)有可能獲得更快的信息傳輸速率。AirGig的目標(biāo)是達(dá)到千兆速率，這一速率能夠完全滿足物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、VR（虛擬現(xiàn)實）等熱門技術(shù)需要的300Mbps的速率要求，相比現(xiàn)在的普遍水準(zhǔn)，也更接近業(yè)界目標(biāo)針對5G環(huán)境所設(shè)想的10Gbps的速率標(biāo)準(zhǔn)。

AT&T將可以借此機會進(jìn)入為5G制定標(biāo)準(zhǔn)的第一梯隊—至少，這家運營商將有可能率先達(dá)到4G LTE的速率標(biāo)準(zhǔn)。

“申請了上百個相關(guān)專利，可以看出AT&T對該技術(shù)的重視。如果AirGig項目實驗成功并被廣泛應(yīng)用，將為 AT&T提供很大的競爭優(yōu)勢。無論是節(jié)約建造發(fā)射塔成本，還是提供高速網(wǎng)絡(luò)能力，都會有極大進(jìn)展。有了新的廉價高速無線網(wǎng)絡(luò)，移動設(shè)備上的服務(wù)和體驗都會升級，”畢業(yè)于卡耐基-梅隆大學(xué)計算機科學(xué)專業(yè)、現(xiàn)為甲骨文財務(wù)云軟件工程師的王萌對《第一財經(jīng)周刊》說，“不過由于AT&T目前對該項目保密，外人很難預(yù)測其穩(wěn)定性和推廣可行性。”

AirGig項目對AT&T來說，可能還有重塑移動網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)模式的意義。因為這套網(wǎng)絡(luò)快速傳輸方案會徹底拋棄原有的硬件設(shè)備，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被重新定義為軟件。比如，它可能只是手機上的一款軟件，用戶可以隨意操控，速度更快且更靈活，就像手機的音樂和媒體軟件取代CD機那樣。