論5G大環境下通信線路專業設計的發展與未來

摘要：5G移動網絡建設深入推進，全民5G時代正在逐步開啟。新技術新體驗，新機遇新挑戰。通信線路作為通信網絡的基礎設施，在專業設計上應靈活創新、突破瓶頸，以適應5G大環境下移動通信技術的新需求，保障通信網絡平穩運行。

關鍵詞：5G;通信線路;專業設計;應用前景

作為當前快速發展的產業之一，通信產業近年來不斷受到政府、企業的重視，由此帶來的經濟效益也大幅增加。隨著5G技術的深入推進，通信技術快速發展，通信線路專業設計出現的變革與技術改進也是突飛猛進。

一、概述5G與通信

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

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

二、通信線路專業設計現狀

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，無線線路主要有衛星和微波等，而有線的線路主要是用大芯數的光纜光纖等。架空明線（利用線桿布置導線）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，我國鋪設的海底電纜（上海至日本），由丹麥一家公司建設，而上海至天津的架空明線是我國國內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展來看，光纖直接入戶比較受歡迎。根據應用區域不同來分，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）通信線路專業設計

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

目前從通信線路的發展來看，不同的區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計、技術實施、后期維護都存在差異。一般來說，通信線路設計的主要技術，有傳輸材料選擇配置、管道技術、接續工程、交叉測量、長途查驗、整體布局等。但隨著5G移動網絡的推進，現有存在的通信線路在設計上都有不同改觀。

三、5G通信線路專業設計技術前景

5G大環境下，移動通信網絡的發展將進入到新的時代，對移動通信線路的專業設計要求也勢必更高。由于5G網絡傳輸速率更加快捷，專業的通信線路設計是技術保證。因此，未來5G技術的發展將會在通信線路無線傳輸、智能通信系統建設等方面得到提升[2]。具體來說，5G移動網絡通信技術主要有以下幾個方面的提升。

（一）NOMA非正交多址接入技術

這種技術，英文名稱Non-Orthogonal Multiple Access，簡稱NOMA。NOMA非正交多址技術分為發送端和接收端，它的基本設計思路是采用非正交發送（發送端），主動引入干擾信息，通過串行干擾刪除（SIC）接收機實現正確解調（接收端）。非正交多址接入技術的傳輸采用正交頻分復用（OFDM）技術（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生干擾，NOMA非正交多址技術在接收端采用了串行干擾刪除（SIC）接收機進行多用戶檢測。

（二）高頻段的通信線路傳輸技術

移動通信線路專業設計中傳統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大環境下通信線路專業設計能夠有效緩解這種頻譜資源緊張的現狀，因為在高頻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。作為通信屆的關注點，在移動通信中高頻段的應用越來越得以實現。高頻段毫米波移動通信有很多優點，比如說可用帶寬足夠量，通信天線和通信設備小巧而靈活等。同時，也存在一定的缺點和不足，比如穿透力、繞射能力有待提高，容易受天氣變化影響、傳輸距離不夠遠等缺點。

（三）超密集的組網技術

通信線路專業設計中超密集的組網技術能夠提高網絡的覆蓋率，系統容量也可以有大幅度的提升，進而可以讓用戶分流更多業務。這種靈活的網絡部署使得5G移動網絡的頻率復用更加高效。越來越密集的移動通信網絡部署使得網絡拓撲愈來愈復雜，用戶區域間的使用干擾已經成為通信線路專業設計中應該考慮的主要因素。如何避免干擾，提升網絡效能，突破系統容量制約瓶頸，需要在通信線路設計中提前研究制定方案[3]。

（四）大規模 MIMO（multiple input multiple output）技術

作為MIMO技術的擴展和延伸，在基站側配置從幾十至幾千的大規模天線陣列是大規模MIMO 技術的基本特征。5G大環境下，大規模 MIMO系統將可以顯著的提高頻譜效率和能量效率，而4G網絡的 移動通信線路專業設計卻不能滿足這種提升需求。大規模MIMO 技術利用空分多址原理，可以同時滿足多個用戶的網絡傳輸使用需求。其中，基本基站天線的數量與每個信令資源的設備數量相比要大得多。作為5G 移動網絡的關鍵技術，大規模MIMO系統中，小區內居民的干擾降低了許多，因它使用了簡單的線性預編碼和檢測方法，這使得噪聲和快速衰落對系統的影響也在逐漸消失。

四、結束語

5G大環境下，移動通信線路的專業設計是基于第四代移動通信線路專業設計的演進。以“人的體驗”為中心的發展方向定位，也將使得通信線路專業設計在終端、無線、業務、網絡等領域不斷與實際進行融合并創新。雖然我國關于5G移動網絡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移動網絡研究工作將進入技術研究的關鍵時期，從而為5G移動網絡通信線路專業設計的創新打下堅實基礎。

參考文獻：

[1]岳民.電信通信線路安全及應對措施分析[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，遼寧工業大學本科畢業，任職于吉林吉大通信設計院股份有限公司中級工程師，研究方向：傳輸線路工程設計。