一張紙就能擋住信號,GSMA力推的5G毫米波是什麼

2020-12-06 太平洋電腦網

[PConline 雜談]話說因為不可抗力的原因,今年的MWC罕見的「鴿」了。

不過關於技術的交流沒有因此停下來。GSMA在3月中舉辦了「GSMA中國周線上特輯」並發布了多個報告,其中多次提到了5G毫米波在中國的機遇。

而不少證券機構的研報也指出,蘋果即將推出的首款5G iPhone也將支持毫米波頻段。

在Sub-6GHz頻段大行其道的當下,為什麼5G毫米波又頻繁回到我們的視線當中?歐美國家主推的5G毫米波頻段,又和我們用上的Sub-6GHz 5G有什麼差異?我們在這篇文章一探究竟。

本文閱讀時間約為15分鐘,將為大家解答以下4個問題。

1、什麼是5G毫米波?

2、5G毫米波有什麼優劣勢?

3、國內會建設5G毫米波嗎?

4、我們買的5G手機支持毫米波嗎?

什麼是5G毫米波?

5G的設計初衷之一就是利用更加廣泛的無線頻譜資源——從6GHz以下的中低頻段,到更高頻率的毫米波頻段。

根據 3GPP 38.101 協議的規定,5G NR主要使用兩段頻率:FR1 頻段和 FR2 頻段

FR1 頻段的頻率範圍是 450MHz-6GHz,又叫Sub-6GHz頻段。

FR2 頻段的頻率範圍是24.25GHz-52.6GHz,也就是毫米波(mmWave)。

深藍色部分代表適合手機使用的毫米波頻段

由於24.25GHz-52.6GHz覆蓋波段之中多數為小於10毫米波長的頻率,這部分頻段因此得名「毫米波」,雖然24.25GHz-30GHz一部分波長大於10毫米,但毫米波已經成為一種約定俗成的叫法。根據同樣的命名方式,我們也可以把 Sub-6GHz稱為釐米波。

2019年國際電信聯盟 (ITU) 的世界無線電通信大會 (WRC-19) 期間,兩個 5G 毫米波頻段獲得了成員國的最大支持,分別是24.25-27.5 GHz 和37-43.5 GHz頻段。

於是就有我們現在看到的情況,在國外,許多運營商採用先鋪設毫米波頻段的策略,而國內,則以Sub-6GHz頻段擴展5G網絡。

簡而言之,毫米波(mmWave)是5G標準頻率之一,波長更短,是國內主流Sub-6GHz頻段外的另一種方案。

5G毫米波有什麼優劣勢?

我們先說說毫米波的劣勢。

為什麼目前國內運營商以Sub-6GHz作為5G網絡的主力,是因為5G毫米波存在一個硬傷——信號

如果說現在的4G信號是「滿血」,Sub-6GHz的5G信號是剛好能用,那麼毫米波5G信號就是「戰五渣」。

圖源:LinusTechTips

前面提到,毫米波是波長約在1毫米-10毫米之間的電磁波。而初中物理課本告訴我們,電磁波波長越短,穿透能力越差。

毫米波可以被樹木遮擋(圖源:LuxCarta)

 一片樹葉、一張紙、甚至是一滴水的遮擋,就可以讓毫米波5G信號徹底「翻車」

就在最近,數碼播主LinusTechTips對T-Mobile和其它運營商的5G信號進行測試,其中T-Mobile覆蓋Sub-6GHz和毫米波信號,而對比的運營商主要採用毫米波信號。

圖源:LinusTechTips

在演示中,採用毫米波信號的5G手機幾乎可以被任何東西擋住信號,電話亭、一棵樹、玻璃、雨傘、甚至是...空氣,只要基站和手機之間有遮擋,可能轉個身,網絡會立刻回落到4G。而採用Sub-6GHz和毫米波同時覆蓋的運營商則相安無事。

圖源:LinusTechTips

如果基站覆蓋不夠完善,分分鐘會出現「讓開!你擋住我了5G信號了」的情況。想要5G毫米波體驗好,必須建很多基站——幾乎每個角落都需要!

然而這麼一個信號「戰五渣」5G毫米波,卻被行業寄予厚望。

根據GSMA今年3月發布的《5G 毫米波在中國的機遇》白皮書提到,預計到 2034 年,在中國使用毫米波頻段將產生約 1040 億美元的經濟效應

其應用將廣泛貢獻於製造業、公用事業專業服務金融服務信息通信技術貿易等多個領域

為什麼5G毫米波這麼「弱雞」卻倍受青睞,原因很簡單。

5G毫米波載波頻率更高,信號帶寬更大。以60GHz頻段為例,每個信道的頻譜帶寬達到2.16GHz,相比之下,4G-LTE頻段可用頻譜帶寬只有100MHz。說白了就是5G毫米波網速很快,比Sub-6GHz的5G更快。

ITU IMT-2020規範要求5G速度可以達到20Gbit/s,單靠Sub-6GHz是搞不定的,得用上毫米波。

「擁擠」的sub-6GHz頻段

另外,毫米波受到的頻段幹擾更少。1.9Ghz-6Ghz頻段仿佛是擁擠的地鐵,Wi-Fi、藍牙、衛星廣播等都「擠」在一起,難免會有「打架」。而毫米波頻段就像是無人區飛馳的敞篷跑車,時延極低,容量高,可以同時有更多設備連接。

總而言之,5G毫米波帶寬高,時延低,容量高。在日常生活中,5G毫米波可以幫助你秒速下完藍光視頻、在擁擠的球場享受高速網絡。在專業場景,5G毫米波可以實現工業機器人的遠程控制、自主工廠運輸、遠程醫療等。

不少人覺得,毫米波5G網絡速度更快,是Sub-6GHz的升級版,事實上在3GPP規定的5G標準中,無論是Sub-6GHz頻段和毫米波都是5G標準。

兩者各有優勢,Sub-6GHz頻段覆蓋廣,信號強且穩定;毫米波速度快,時延低,多人時無需搶信號,然而一場雨就有可能被降維打擊回到4G。

所以說,兩者是互補的關係,而不是迭代的關係。就像NSA和SA組網一樣,大家都是「真5G」,只不過是看哪個更適合運營商建設和使用場地的實際需要。

國內會建設5G毫米波嗎?

關於國內建設毫米波,國家也釋放出最新信號,3月24日,工信部發布了「關於推動5G加快發展的通知」,當中有兩個關於毫米波的內容:

加強電力和頻率保障。支持基礎電信企業加強與電力企業對接,對具備條件的基站和機房等配套設施加快由轉供電改直供電;積極開展網絡綠色化改造,加快先進節能技術應用推廣。調整700MHz頻段頻率使用規劃,加快實施700MHz頻段5G頻率使用許可;適時發布部分5G毫米波頻段頻率使用規劃,開展5G行業(含工業網際網路)專用頻率規劃研究,適時實施技術試驗頻率許可。進一步做好中頻段5G基站與衛星地球站等其他無線電臺(站)的幹擾協調工作。

組織開展5G測試驗證。基礎電信企業進一步優化5GSA設備採購測試流程,根據建設計劃明確測試時間表,促進相關設備加快成熟。持續開展5G增強技術研發試驗,組織晶片和系統開展更廣泛的互操作測試,加速技術和產業成熟。結合國家頻率規划進度安排,組織開展毫米波設備和性能測試為5G毫米波技術商用做好儲備。

從「適時發布部分5G毫米波頻段頻率使用規劃,組織開展毫米波設備和性能測試,為5G毫米波技術商用做好儲備」,這些字眼可以看出,國家倡導運營商、終端設備商等為毫米波的商用做好準備,毫米波在國內的發展充滿機遇。

我們買的5G手機支持毫米波嗎?

其實目前很多手機在硬體上面,都已經開始支持5G毫米波,但是廠商會根據不同國家或者地區的市場,做出改變。舉個慄子,目前國內市場以Sub-6GHz為主導,而美國市場,以5G毫米波為主導。

例如,國行版的S20系列都支持Sub-6GHz頻段,但不支持5G毫米波,這種情況在三星老家的韓國也一樣。但是,情況到了美國情況不一樣了,美國地區的S20+與S20 Ultra均支持Sub-6GHz和5G毫米波,而Verizo推出的特殊版三星S20,更是解決了S20因為機身過少,無法放下支持毫米波的兩個分立天線模塊這個問題,同時支持Sub-6GHz和5G毫米波。

總的來講,如果在國內市場,你可能還買不到國行版支持毫米波的手機,因為對於廠商來講沒有推出的必要,而在美國市場,你可以買到。對於國內消費者的話,完全不用為手機缺失對毫米波的支持而恐懼,離它真正在國內的商用還有一段距離,所以普通消費者,完全沒必要擔心。

總結

毫米波5G與Sub-6GHz都是好東西,他們的優勢互補,共同推進5G產業造福人類。對國內消費者來講,暫時也完全沒有必要擔心自己的5G手機不支持5G毫米波,當它商用的時候,你現在的手機應該也到達了設計的生命周期,需要更換啦。

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