论5G大环境下通信线路专业设计的发展与未来

摘要：5G移动网络建设深入推进，全民5G时代正在逐步开启。新技术新体验，新机遇新挑战。通信线路作为通信网络的基础设施，在专业设计上应灵活创新、突破瓶颈，以适应5G大环境下移动通信技术的新需求，保障通信网络平稳运行。

关键词：5G;通信线路;专业设计;应用前景

作为当前快速发展的产业之一，通信产业近年来不断受到政府、企业的重视，由此带来的经济效益也大幅增加。随着5G技术的深入推进，通信技术快速发展，通信线路专业设计出现的变革与技术改进也是突飞猛进。

一、概述5G与通信

“通信乃是互通信息。”这是北邮版《通信原理》教材上的一句话。从第一代模拟技术到第五代蜂窝移动通信技术（5G时代），人们体验到的是数据传输速率、信息完整性、成本节能等方面的信息革命。

5G是基于3G、4G基础上的第五代移动通信技术，G是英文单词“generation”（第x代）的缩写。相对于4G移动网络，5G网络的速度更加快捷，传输成本也可以降低近千倍左右。由于速度更快，5G移动网络对于通信线路专业设计的要求也必须有很大提升，才能保证用户有更好的应用体验[1]。

二、通信线路专业设计现状

通信线路，顾名思义指在信息传递中能够保证信息畅通的线路。其中，无线线路主要有卫星和微波等，而有线的线路主要是用大芯数的光缆光纤等。架空明线（利用线杆布置导线）是比较早的一种通信线路，还有我们了解的比较早的通信传输方式电台、电报等。1871年，我国铺设的海底电缆（上海至日本），由丹麦一家公司建设，而上海至天津的架空明线是我国国内第一条长距离的架空明线。由此来看，我国的通信线路起步还不算晚。

（一）通信线路分类

通信线路按照传输媒介来分，除了架空明线，还有后来的电缆、光缆光纤、海缆等。从目前通信线路的发展来看，光纤直接入户比较受欢迎。根据应用区域不同来分，又有长途线路、短途线路之分。而按照线路需求的重要性来分类的话，通信线路又可以分为一级线路、二级线路和三级线路等。

（二）通信线路专业设计

通信线路技术涵盖面广，通常包括有材料的选择、技术参数、传输方式、设计理念，甚至包括材料的生产制造等环节。就通信线路设计而言，由于铺设用于通信的线路一般在户外，所以在线路安装的环境上要求比较苛刻，受地形、地质、天气等自然因素影响比较大。除了自然因素，通信线路设计也会受一些人为因素影响，比如在居民区比较密集的区域，通信线路的设计也要考虑用户的实际需要、居民建筑的布局等。

目前从通信线路的发展来看，不同的区域会有不同的通信线路工程理念，从而使通信线路的工程设计、技术实施、后期维护都存在差异。一般来说，通信线路设计的主要技术，有传输材料选择配置、管道技术、接续工程、交叉测量、长途查验、整体布局等。但随着5G移动网络的推进，现有存在的通信线路在设计上都有不同改观。

三、5G通信线路专业设计技术前景

5G大环境下，移动通信网络的发展将进入到新的时代，对移动通信线路的专业设计要求也势必更高。由于5G网络传输速率更加快捷，专业的通信线路设计是技术保证。因此，未来5G技术的发展将会在通信线路无线传输、智能通信系统建设等方面得到提升[2]。具体来说，5G移动网络通信技术主要有以下几个方面的提升。

（一）NOMA非正交多址接入技术

这种技术，英文名称Non-Orthogonal Multiple Access，简称NOMA。NOMA非正交多址技术分为发送端和接收端，它的基本设计思路是采用非正交发送（发送端），主动引入干扰信息，通过串行干扰删除（SIC）接收机实现正确解调（接收端）。非正交多址接入技术的传输采用正交频分复用（OFDM）技术（子信道传输方式相同），而且正交的子信道之间互相没有干扰。一个用户不完全占有一个单独的子信道，每一个子信道可以多个用户共享。但是，对于共享同一子信道的用户来说，他们之间的传输是非正交。为了避免多用户之间在使用同一子信道时会产生干扰，NOMA非正交多址技术在接收端采用了串行干扰删除（SIC）接收机进行多用户检测。

（二）高频段的通信线路传输技术

移动通信线路专业设计中传统的工作频段主要集中在3GHz以下，这也是频谱资源拥挤的原因。而5G大环境下通信线路专业设计能够有效缓解这种频谱资源紧张的现状，因为在高频段可用频谱资源丰富，可以满足极高速、短距离的通信需求，支持5G容量和传输速率等方面的提升。作为通信届的关注点，在移动通信中高频段的应用越来越得以实现。高频段毫米波移动通信有很多优点，比如说可用带宽足够量，通信天线和通信设备小巧而灵活等。同时，也存在一定的缺點和不足，比如穿透力、绕射能力有待提高，容易受天气变化影响、传输距离不够远等缺点。

（三）超密集的组网技术

通信线路专业设计中超密集的组网技术能够提高网络的覆盖率，系统容量也可以有大幅度的提升，进而可以让用户分流更多业务。这种灵活的网络部署使得5G移动网络的频率复用更加高效。越来越密集的移动通信网络部署使得网络拓扑愈来愈复杂，用户区域间的使用干扰已经成为通信线路专业设计中应该考虑的主要因素。如何避免干扰，提升网络效能，突破系统容量制约瓶颈，需要在通信线路设计中提前研究制定方案[3]。

（四）大规模 MIMO（multiple input multiple output）技术

作为MIMO技术的扩展和延伸，在基站侧配置从几十至几千的大规模天线阵列是大规模MIMO 技术的基本特征。5G大环境下，大规模 MIMO系统将可以显著的提高频谱效率和能量效率，而4G网络的 移动通信线路专业设计却不能满足这种提升需求。大规模MIMO 技术利用空分多址原理，可以同时满足多个用户的网络传输使用需求。其中，基本基站天线的数量与每个信令资源的设备数量相比要大得多。作为5G 移动网络的关键技术，大规模MIMO系统中，小区内居民的干扰降低了许多，因它使用了简单的线性预编码和检测方法，这使得噪声和快速衰落对系统的影响也在逐渐消失。

四、结束语

5G大环境下，移动通信线路的专业设计是基于第四代移动通信线路专业设计的演进。以“人的体验”为中心的发展方向定位，也将使得通信线路专业设计在终端、无线、业务、网络等领域不断与实际进行融合并创新。虽然我国关于5G移动网络的研究尚处于起步阶段，但随着研究力度与深度的逐渐加大，今后几年时间里我国5G移动网络研究工作将进入技术研究的关键时期，从而为5G移动网络通信线路专业设计的创新打下坚实基础。

参考文献：

[1]岳民.电信通信线路安全及应对措施分析[J].中国新通信，2019，0（1）：14-14.

作者简介：

李长友（1974-10），男，汉族，辽宁省阜新市人，辽宁工业大学本科毕业，任职于吉林吉大通信设计院股份有限公司中级工程师，研究方向：传输线路工程设计。