論5G大環(huán)境下通信線路專業(yè)設(shè)計的發(fā)展與未來

摘要：5G移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)深入推進(jìn)，全民5G時代正在逐步開啟。新技術(shù)新體驗(yàn)，新機(jī)遇新挑戰(zhàn)。通信線路作為通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施，在專業(yè)設(shè)計上應(yīng)靈活創(chuàng)新、突破瓶頸，以適應(yīng)5G大環(huán)境下移動通信技術(shù)的新需求，保障通信網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：5G;通信線路;專業(yè)設(shè)計;應(yīng)用前景

作為當(dāng)前快速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一，通信產(chǎn)業(yè)近年來不斷受到政府、企業(yè)的重視，由此帶來的經(jīng)濟(jì)效益也大幅增加。隨著5G技術(shù)的深入推進(jìn)，通信技術(shù)快速發(fā)展，通信線路專業(yè)設(shè)計出現(xiàn)的變革與技術(shù)改進(jìn)也是突飛猛進(jìn)。

一、概述5G與通信

“通信乃是互通信息?！边@是北郵版《通信原理》教材上的一句話。從第一代模擬技術(shù)到第五代蜂窩移動通信技術(shù)（5G時代），人們體驗(yàn)到的是數(shù)據(jù)傳輸速率、信息完整性、成本節(jié)能等方面的信息革命。

5G是基于3G、4G基礎(chǔ)上的第五代移動通信技術(shù)，G是英文單詞“generation”（第x代）的縮寫。相對于4G移動網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)的速度更加快捷，傳輸成本也可以降低近千倍左右。由于速度更快，5G移動網(wǎng)絡(luò)對于通信線路專業(yè)設(shè)計的要求也必須有很大提升，才能保證用戶有更好的應(yīng)用體驗(yàn)[1]。

二、通信線路專業(yè)設(shè)計現(xiàn)狀

通信線路，顧名思義指在信息傳遞中能夠保證信息暢通的線路。其中，無線線路主要有衛(wèi)星和微波等，而有線的線路主要是用大芯數(shù)的光纜光纖等。架空明線（利用線桿布置導(dǎo)線）是比較早的一種通信線路，還有我們了解的比較早的通信傳輸方式電臺、電報等。1871年，我國鋪設(shè)的海底電纜（上海至日本），由丹麥一家公司建設(shè)，而上海至天津的架空明線是我國國內(nèi)第一條長距離的架空明線。由此來看，我國的通信線路起步還不算晚。

（一）通信線路分類

通信線路按照傳輸媒介來分，除了架空明線，還有后來的電纜、光纜光纖、海纜等。從目前通信線路的發(fā)展來看，光纖直接入戶比較受歡迎。根據(jù)應(yīng)用區(qū)域不同來分，又有長途線路、短途線路之分。而按照線路需求的重要性來分類的話，通信線路又可以分為一級線路、二級線路和三級線路等。

（二）通信線路專業(yè)設(shè)計

通信線路技術(shù)涵蓋面廣，通常包括有材料的選擇、技術(shù)參數(shù)、傳輸方式、設(shè)計理念，甚至包括材料的生產(chǎn)制造等環(huán)節(jié)。就通信線路設(shè)計而言，由于鋪設(shè)用于通信的線路一般在戶外，所以在線路安裝的環(huán)境上要求比較苛刻，受地形、地質(zhì)、天氣等自然因素影響比較大。除了自然因素，通信線路設(shè)計也會受一些人為因素影響，比如在居民區(qū)比較密集的區(qū)域，通信線路的設(shè)計也要考慮用戶的實(shí)際需要、居民建筑的布局等。

目前從通信線路的發(fā)展來看，不同的區(qū)域會有不同的通信線路工程理念，從而使通信線路的工程設(shè)計、技術(shù)實(shí)施、后期維護(hù)都存在差異。一般來說，通信線路設(shè)計的主要技術(shù)，有傳輸材料選擇配置、管道技術(shù)、接續(xù)工程、交叉測量、長途查驗(yàn)、整體布局等。但隨著5G移動網(wǎng)絡(luò)的推進(jìn)，現(xiàn)有存在的通信線路在設(shè)計上都有不同改觀。

三、5G通信線路專業(yè)設(shè)計技術(shù)前景

5G大環(huán)境下，移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展將進(jìn)入到新的時代，對移動通信線路的專業(yè)設(shè)計要求也勢必更高。由于5G網(wǎng)絡(luò)傳輸速率更加快捷，專業(yè)的通信線路設(shè)計是技術(shù)保證。因此，未來5G技術(shù)的發(fā)展將會在通信線路無線傳輸、智能通信系統(tǒng)建設(shè)等方面得到提升[2]。具體來說，5G移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)主要有以下幾個方面的提升。

（一）NOMA非正交多址接入技術(shù)

這種技術(shù)，英文名稱Non-Orthogonal Multiple Access，簡稱NOMA。NOMA非正交多址技術(shù)分為發(fā)送端和接收端，它的基本設(shè)計思路是采用非正交發(fā)送（發(fā)送端），主動引入干擾信息，通過串行干擾刪除（SIC）接收機(jī)實(shí)現(xiàn)正確解調(diào)（接收端）。非正交多址接入技術(shù)的傳輸采用正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)（子信道傳輸方式相同），而且正交的子信道之間互相沒有干擾。一個用戶不完全占有一個單獨(dú)的子信道，每一個子信道可以多個用戶共享。但是，對于共享同一子信道的用戶來說，他們之間的傳輸是非正交。為了避免多用戶之間在使用同一子信道時會產(chǎn)生干擾，NOMA非正交多址技術(shù)在接收端采用了串行干擾刪除（SIC）接收機(jī)進(jìn)行多用戶檢測。

（二）高頻段的通信線路傳輸技術(shù)

移動通信線路專業(yè)設(shè)計中傳統(tǒng)的工作頻段主要集中在3GHz以下，這也是頻譜資源擁擠的原因。而5G大環(huán)境下通信線路專業(yè)設(shè)計能夠有效緩解這種頻譜資源緊張的現(xiàn)狀，因?yàn)樵诟哳l段可用頻譜資源豐富，可以滿足極高速、短距離的通信需求，支持5G容量和傳輸速率等方面的提升。作為通信屆的關(guān)注點(diǎn)，在移動通信中高頻段的應(yīng)用越來越得以實(shí)現(xiàn)。高頻段毫米波移動通信有很多優(yōu)點(diǎn)，比如說可用帶寬足夠量，通信天線和通信設(shè)備小巧而靈活等。同時，也存在一定的缺點(diǎn)和不足，比如穿透力、繞射能力有待提高，容易受天氣變化影響、傳輸距離不夠遠(yuǎn)等缺點(diǎn)。

（三）超密集的組網(wǎng)技術(shù)

通信線路專業(yè)設(shè)計中超密集的組網(wǎng)技術(shù)能夠提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率，系統(tǒng)容量也可以有大幅度的提升，進(jìn)而可以讓用戶分流更多業(yè)務(wù)。這種靈活的網(wǎng)絡(luò)部署使得5G移動網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用更加高效。越來越密集的移動通信網(wǎng)絡(luò)部署使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆鷣碛鷱?fù)雜，用戶區(qū)域間的使用干擾已經(jīng)成為通信線路專業(yè)設(shè)計中應(yīng)該考慮的主要因素。如何避免干擾，提升網(wǎng)絡(luò)效能，突破系統(tǒng)容量制約瓶頸，需要在通信線路設(shè)計中提前研究制定方案[3]。

（四）大規(guī)模 MIMO（multiple input multiple output）技術(shù)

作為MIMO技術(shù)的擴(kuò)展和延伸，在基站側(cè)配置從幾十至幾千的大規(guī)模天線陣列是大規(guī)模MIMO 技術(shù)的基本特征。5G大環(huán)境下，大規(guī)模 MIMO系統(tǒng)將可以顯著的提高頻譜效率和能量效率，而4G網(wǎng)絡(luò)的 移動通信線路專業(yè)設(shè)計卻不能滿足這種提升需求。大規(guī)模MIMO 技術(shù)利用空分多址原理，可以同時滿足多個用戶的網(wǎng)絡(luò)傳輸使用需求。其中，基本基站天線的數(shù)量與每個信令資源的設(shè)備數(shù)量相比要大得多。作為5G 移動網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，小區(qū)內(nèi)居民的干擾降低了許多，因它使用了簡單的線性預(yù)編碼和檢測方法，這使得噪聲和快速衰落對系統(tǒng)的影響也在逐漸消失。

四、結(jié)束語

5G大環(huán)境下，移動通信線路的專業(yè)設(shè)計是基于第四代移動通信線路專業(yè)設(shè)計的演進(jìn)。以“人的體驗(yàn)”為中心的發(fā)展方向定位，也將使得通信線路專業(yè)設(shè)計在終端、無線、業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域不斷與實(shí)際進(jìn)行融合并創(chuàng)新。雖然我國關(guān)于5G移動網(wǎng)絡(luò)的研究尚處于起步階段，但隨著研究力度與深度的逐漸加大，今后幾年時間里我國5G移動網(wǎng)絡(luò)研究工作將進(jìn)入技術(shù)研究的關(guān)鍵時期，從而為5G移動網(wǎng)絡(luò)通信線路專業(yè)設(shè)計的創(chuàng)新打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]岳民.電信通信線路安全及應(yīng)對措施分析[J].中國新通信，2019，0（1）：14-14.

作者簡介：

李長友（1974-10），男，漢族，遼寧省阜新市人，遼寧工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)，任職于吉林吉大通信設(shè)計院股份有限公司中級工程師，研究方向：傳輸線路工程設(shè)計。