5G频段之争:中国Sub

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5G频段之争:中国Sub

2023-08-23 16:34| 来源: 网络整理| 查看: 265

在过去,各国对无线通信频率的选择相差无几,但是当全球无线通信进入5G波段后,情况发生了变化。5G技术的核心实际上是使传播频率达到更高水平,而目前全球的5G方案分为毫米波和Sub-6GHz。

毫米波

明尼阿波利斯的毫米波基站

毫米波(mmWave),顾名思义是指波长在1-10mm之间的电磁波,那么波长在1-10cm之间的电磁波是不是就叫厘米波呢,答案是肯定的。毫米波由于波长较短,所以对应的频率为30-300GHz,这个频率在电磁波领域已经算是很高的了,频率高在传输信号时速度就会更快,存储容量也更大。

Sub-6GHz

Sub-6GHz,是指频率低于6GHz的电磁波,相比毫米波自然是低了很多,在传播速度和带宽容量上自然也比毫米波逊色不少。我国目前采用的是Sub-6GHz,四大运营商的频段划分中除了N79达到4.9GHz,其他频段基本都在2-3GHz之间。

按照国际标准组织3GPP的标准,5G频段分成FR1和FR2两个范围,其中FR1频段的频率范围是450MHz—6GHz,FR2频段的频率范围是24.25GHz—52.6GHz。Sub-6GHz和毫米波的频率恰好分属这两个频段范围。

毫米波和Sub-6GHz优缺点

受制于无线电波的物理特性,毫米波的短波长和窄光束特性让信号分辨率、传输安全性以及传输速度得以增强,存储容量也更大,更容易解决用户上网的拥堵问题。但这种技术的覆盖面积比较小,更适合在车站、机场、体育场馆等人口密集的场景应用。Sub-6GHz虽然在传播速度和带宽容量上都比毫米波逊色,但其最大的特点是信号穿透力强,传播距离与毫米波相比更远,更容易解决大范围区域的信号覆盖问题。

覆盖率对比

在二者的覆盖率上,谷歌曾做过一个实验。即在相同范围、相同基站数量的环境内,对毫米波和Sub-6GHz的覆盖能力进行过一个测试。其结果显示,在100Mbps速率的情况下,采用毫米波方案的5G网络可以覆盖11.6%的人口,采用Sub-6GHz方案的则可以覆盖57.4%的人口;在1Gbps的速率下,采用毫米波方案的5G网络可以覆盖3.9%的人口,采用Sub-6GHz方案的则可以覆盖21.2%的人口。

也就是说,采用Sub-6GHz方案运营的5G网络的覆盖率,是采用毫米波方案运营5G网络覆盖率的5倍以上。

穿透力对比

短波长的特性使得毫米波的穿透力也很不理想。据以往的研究显示,采用毫米波技术的5G手机几乎可以被任何东西挡住信号,如电话亭、玻璃、树木和雨水等。只要基站和手机之间有遮挡,5G网络就可能回落到4G状态。

网速对比

Sub-6GHz网速测试

毫米波网速测试

据美国互联网流量监测机构Ookla报道称,在英国,搭载高通骁龙移动平台的终端的平均5G下载速率比4G LTE快5倍。而在美国,搭载骁龙移动平台的5G毫米波终端峰值速率超过2Gbps,平均下载速率超过900Mbps。更是相当于Sub-6GHz速率的4倍以上,与4G LTE相比更是大幅提升。

我国为何选择了网速更慢的Sub-6GHz?

事实上,对于5G网络的建设来说,无论是Sub-6GHz还是毫米波,并没有优劣之分。而且选择毫米波和Sub-6GHz更多还是出于自己国家的现实因素考虑。P君这里准备从国情与技术上进行阐明我国选择Sub-6GHz而不是毫米波的原因。

国情

P君这里拿美国来举例。美国是世界第四大国家,国土面积为937万平方公里,但人口却只有3.3亿。而我国拥有960万平方公里,人口却有14亿,是美国的近5倍。人口多,意味着联网的用户也多,面对如此庞大的人口基数,Sub-6GHz更大的覆盖面积显然要比毫米波来的划算。像欧盟国家、日本、韩国、印度、和非洲国家等地区都采用Sub-6GHz的5G方案。

而美国之所以采用毫米波来启动5G,首先因为其人口密度低,再加上由于历史原因,美国通信领域可分配的大部分频谱被军方占用,留下的只有高于27.5GHz的频率,所以美国运营商的5G部署不得不从毫米波开始。

技术

美国地广人稀,光纤入户率低,但5G基站的密度很大,基站和中心机房如果通过光纤连接的话成本很高。但毫米波可以实现自回传,因此对于美国来说,5G空口不需要光纤链路,直接采用微波回传更划算。对比看来,在美国境内,毫米波的部署成本更低。

我国则4G建设相当成熟,覆盖面广,光纤入户率高。因此只需要在原有4G基站上加装5G基站即可,这样节省了时间和金钱成本。如此一来,运营商可以大面积的铺设5G网络,我们可以更早体验到5G网络。

最后,P君不得不提一句,羊毛可是出在羊身上。如果运营商的建设成本低,相应的5G套餐也会变得便宜,这对于我们这些普通消费者来说,是有好处的。如果我国直接使用毫米波部署5G网络,成本高套餐就贵,估计很多人就用不起。在国外的5G套餐中,如果想体验毫米级的高速5G,每月至少要花费300元人民币,美国更是要570元人民币起。结合我国的实际情况,在5G的初级阶段,使用Sub-6GHz来部署5G网络,能够让更多人用的到,更多人用得起。这对消费者而言是最友好的。

对于毫米波,我国并未停下征途

但我国就这样止步于Sub-6GHz频段的5G了么?并不!在今年3月,工信部发布《关于推动5G加快发展的通知》,文中提到“适时发布部分5G毫米波频段频率使用规划,组织开展毫米波设备和性能测试,为5G毫米波技术商用做好准备。”包括中国电信等机构都积极参与了工信部组织的毫米波实验。

针对毫米波的特性,信号全覆盖其实并不是我国运营商所追求的,而是在需要补“盲”的地区进行“加料”,主要解决室内和热点地区的容量需求问题。目前主流的移动通信运营商都已推出了支持5G毫米波的基站设备,中国联通更是与2022年的北京冬奥会达成合作,将在北京冬奥会上进行毫米波的推广和应用。

在芯片方面,今年6月,南京网络通信与安全紫金山实验室已研制出CMOS毫米波全集成4通道相控阵芯片,并完成了芯片封装和测试,三星和华为已经支持毫米波工程样机,其他芯片厂家也在陆续推出毫米波产品。

所以,并不是我国不发展毫米波的技术,而是需要徐徐而图之。

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