iPhone12支持的毫米波技術是什麼?

iPhone12支持的毫米波技術是什麼？

ittbank、財經網科技 發表於 2020-11-03 11:06:58

來源：ittbank、財經網科技；由「重慶市物聯網產業協會」整理髮布

日前，蘋果公司正式發布了旗下2020年全新的智慧型手機產品系列——iPhone 12系列。iPhone12系列手機均支持5G之外，還一個功能就是5G毫米波。其最高下載速率高達3.5Gbps，峰值可以達到4Gbps，上行速度也達到了200Mbps，這個速率沒有5G毫米波是不可能的，Sub-6GHz頻段下載通常在2.3Gbps以內。但是國行版不支持5G毫米波，國內的兩個網絡型號中沒有5G mmWave頻段（n260/n261）。

Sub-6GHz和毫米波到底指什麼？帶著疑問我們來看一下。

■Sub-6GHz和毫米波的區別是什麼  Sub-6GHz和毫米波是5G網絡的兩個頻段代號，3GPP是全球最大的專利組織之一，現在全球部署的5G網絡都是3GPP框架內的5G，5G的無線空口被稱為NR。3GPP在5G無線規範中定義了5GNR的工作頻率，其中分成了兩大部分，分別是FR1和FR2。

FR1和FR2的定義（3GPP 38.101） FR1定義的是450MHz-6000Mhz，也就是我們常說的Sub-6GHz。 FR2定義的是24250Mhz-52600Mhz，由於FR2覆蓋波段之中多數小於10毫米波長，這部分頻段也因此被稱為「毫米波（mmWave）」。 全球5G網絡頻段主要分為 Sub-6GHz 和毫米波兩大範圍，目前我國主要採用的就是Sub-6GHz ，該頻段的特點是：信號穿透力強，但數據傳輸速度要慢於毫米波。具體來講，支持Sub－6GHz的晶片最高下行速率為4.7Gbps，而支持毫米波的晶片下行速率可以達到7.35Gbps，理論上甚至能實現10Gbps的高速傳輸。

而美國主要採用的是毫米波頻段，其特點是傳輸速度快，但穿透力很差。那究竟有多差呢？毫米波是波長約在1毫米~10毫米之間的電磁波，我們從物理課中可以得知，電磁波頻率越高，波長越短，其穿透力越差。 對此，有國外數碼博主針對美國T-Mobile和其它運營商的5G信號進行過測試，其中T-Mobile覆蓋Sub-6GHz和毫米波頻段，其他運營商則主要採用毫米波頻段。

毫米波的穿透能力較差 容易受環境影響結果顯示，採用毫米波技術的5G手機幾乎可以被任何東西擋住信號，電話亭、玻璃、樹木和雨水等等，只要基站和手機之間有遮擋，5G網絡就可能回落到4G狀態。對比之下，採用Sub-6GHz和毫米波同時覆蓋的運營商信號表現則更好。 總而言之，Sub-6GHz和毫米波代表了5G無線頻率的兩個大範圍。當前，中國的5G建設是以Sub-6GHz為主導，而美國是則以毫米波為主導，這也是目前全球5G發展的兩個方向。■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？ 原因很簡單，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，電磁波頻率越高，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。   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。  

「胖砸，你擋住我的信號啦！」   如果基站覆蓋不夠完善，分分鐘會出現「胖砸！你擋住我的5G信號啦」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。  

    這1040億美元的效益，將來自於製造業、公用事業、專業服務和金融服務、信息通信技術和貿易等多個領域。  

  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。  

 

  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。  ■Sub-6GHz和毫米波應用的現狀 現階段，我國選擇了Sub-6GHz頻段發展5G，美國主要選擇毫米波頻段，韓國、日本、歐洲等國家或地區則是兩種頻段都在發展。Sub-6GHz和毫米波是互補關係，而不是迭代的關係。就像數據蜂窩網絡和Wi-Fi一樣，網絡建設要看運營商和使用環境的具體需求。 Sub-6GHz的傳播距離與毫米波相比更遠，更容易解決大範圍區域的信號覆蓋問題。由於它的範圍廣，能更好地穿透物體，並且可以在4G基站的基礎上直接安裝，所以對於運營商來說，它的建設成本更低。

網絡擁堵如同堵車毫米波的高寬帶同時滿足更多人上網另一方面，毫米波的帶寬更高，更容易解決用戶用網的擁堵問題，同時滿足更多人上網。這種技術的覆蓋面積比較小，更適合在車站、機場、體育場館等人口密集的場景應用。毫米波要做到和Sub-6GHz一樣的覆蓋水平，基站密度至少是Sub-6GHz基站的5倍，成本自然更高。 舉個簡單的例子，毫米波不僅需要更多的信號塔來覆蓋，而且還要持續輸出高強度的信號，5G基站輸出的電力是4G的3倍，僅耗電量就是一筆巨大的開支。這也就不難理解前段時間，中國聯通夜間適時關停5G基站的做法，為的就是節省電力運營成本。

5G基站成本高，信號覆蓋易受環境制約，僅因為速度快美國的運營商就選擇毫米波的嗎？ 其實不然，由於Sub-6GHz裡的可分配的大部分頻譜被美國的軍方佔用，沒有足夠的無線頻譜再分給運營商使用，所以美國運營商的5G部署不得不從毫米波開始。 我國現階段選擇Sub-6GHz頻段，主要是先解決5G網絡的信號覆蓋問題，儘快把5G技術投入實際應用，讓大多數消費者都能用上5G網絡。當然，對於毫米波的建設，我國同樣沒有停下腳步。 今年3月份，工信部就發布了「關於推動5G加快發展的通知」，問文中提到「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」，說明國家也倡導運營商為毫米波的商用做好準備，以便於未來的5G建設發展。 毫米波帶寬高、時延低、容量高的特點，在日常生活中，可以實現秒下載藍光視頻、解決網絡擁堵情況。特別是，它還可以實現工業機器人的遠程控制、遠程醫療等，應用前景很廣闊。

■總結

毫米波5G與Sub-6GHz優勢互補，共同推進5G產業造福人類。毫米波相對於低頻段，整體產業鏈完善程度還不足夠，包括器件的成熟度等，還需要進一步推動整體產業鏈成熟。如，毫米波技術對基帶晶片、射頻晶片、天線、變頻器、移相器、功放、低噪放、射頻開關等關鍵器件提出了新要求。中國目前重點關注於sub-6GHz的5G商用，在這個窗口期，國內的毫米波上下遊產業應該儘快技術積累，縮小與國外頂尖水平的差距。  

 

原文標題：iPhone12支持的毫米波技術到底是什麼？國內還用不上？

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責任編輯：haq

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