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    • 一张纸就能挡住信号:5G毫米波如此脆弱?

      读创/深圳商报记者 涂竞玉

      今年,5G终于从远在天边的一朵云开始化为现实,一步步走进消费者的生活。到了2020年,5G会有什么不一样?这个问题的提出,不可避免的涉及到一个大家不太熟悉的词:mmWave(毫米波)。

      什么是5G毫米波?

      5G的设计初衷之一就是利用更加广泛的无线频谱资源——从6GHz以下的中低频段,到更高频率的毫米波频段。根据 3GPP 38.101 协议的规定,5G NR主要使用两段频率:FR1 频段和 FR2 频段。

      FR1 频段的频率范围是 450MHz-6GHz,又叫Sub-6GHz频段。FR2 频段的频率范围是24.25GHz-52.6GHz,也就是毫米波(mmWave)。

      由于24.25GHz-52.6GHz覆盖波段之中多数为小于10毫米波长的频率,这部分频段因此得名“毫米波”,虽然24.25GHz-30GHz一部分波长大于10毫米,但毫米波已经成为一种约定俗成的叫法。根据同样的命名方式,我们也可以把 Sub-6GHz称为厘米波。

      2019年国际电信联盟 (ITU) 的世界无线电通信大会 (WRC-19) 期间,两个 5G 毫米波频段获得了成员国的最大支持,分别是24.25-27.5 GHz 和37-43.5 GHz频段。于是就有我们现在看到的情况,在国外,许多运营商采用先铺设毫米波频段的策略,而国内,则以Sub-6GHz频段扩展5G网络。

      简而言之,毫米波(mmWave)是5G标准频率之一,波长更短,是国内主流Sub-6GHz频段外的另一种方案。

      5G毫米波有什么优劣势?

      先说说毫米波的劣势。为什么目前国内运营商以Sub-6GHz作为5G网络的主力,是因为5G毫米波存在一个硬伤——信号。如果说现在的4G信号是“满血”,Sub-6GHz的5G信号是刚好能用,那么毫米波5G信号就是“战五渣”。

      前面提到,毫米波是波长约在1毫米-10毫米之间的电磁波。而初中物理课本告诉我们,电磁波波长越短,穿透能力越差。一片树叶、一张纸、甚至是一滴水的遮挡,就可以让毫米波5G信号彻底“翻车”。

      就在最近,数码播主LinusTechTips对T-Mobile和其它运营商的5G信号进行测试,其中T-Mobile覆盖Sub-6GHz和毫米波信号,而对比的运营商主要采用毫米波信号。

      在演示中,采用毫米波信号的5G手机几乎可以被任何东西挡住信号,电话亭、一棵树、玻璃、雨伞、甚至是…空气,只要基站和手机之间有遮挡,可能转个身,网络会立刻回落到4G。而采用Sub-6GHz和毫米波同时覆盖的运营商则相安无事。

      如果基站覆盖不够完善,会出现“让开!你挡住我了5G信号了”的情况。想要5G毫米波体验好,必须建很多基站——几乎每个角落都需要!然而这么一个信号“战五渣”5G毫米波,却被行业寄予厚望。

      根据GSMA今年3月发布的《5G 毫米波在中国的机遇》白皮书提到,预计到 2034 年,在中国使用毫米波频段将产生约 1040 亿美元的经济效应。其应用将广泛贡献于制造业、公用事业、专业服务和金融服务、信息通信技术和贸易等多个领域。

      为什么5G毫米波这么“弱鸡”却倍受青睐,原因很简单。

      5G毫米波载波频率更高,信号带宽更大。以60GHz频段为例,每个信道的频谱带宽达到2.16GHz,相比之下,4G-LTE频段可用频谱带宽只有100MHz。说白了就是5G毫米波网速很快,比Sub-6GHz的5G更快。ITU IMT-2020规范要求5G速度可以达到20Gbit/s,单靠Sub-6GHz是搞不定的,得用上毫米波。

      另外,毫米波受到的频段干扰更少。1.9Ghz-6Ghz频段仿佛是拥挤的地铁,Wi-Fi、蓝牙、卫星广播等都“挤”在一起,难免会有“打架”。而毫米波频段就像是无人区飞驰的敞篷跑车,时延极低,容量高,可以同时有更多设备连接。

      总而言之,5G毫米波带宽高,时延低,容量高。在日常生活中,5G毫米波可以帮助你秒速下完蓝光视频、在拥挤的球场享受高速网络。在专业场景,5G毫米波可以实现工业机器人的远程控制、自主工厂运输、远程医疗等。

      不少人觉得,毫米波5G网络速度更快,是Sub-6GHz的升级版,事实上在3GPP规定的5G标准中,无论是Sub-6GHz频段和毫米波都是5G标准。两者各有优势,Sub-6GHz频段覆盖广,信号强且稳定;毫米波速度快,时延低,多人时无需抢信号,然而一场雨就有可能被降维打击回到4G。所以说,两者是互补的关系,而不是迭代的关系。就像NSA和SA组网一样,大家都是“真5G”,只不过是看哪个更适合运营商建设和使用场地的实际需要。

      国内会建设5G毫米波吗?

      关于国内建设毫米波,国家也释放出最新信号,今年3月24日,工信部发布了“关于推动5G加快发展的通知”,当中有两个关于毫米波的内容:

      加强电力和频率保障。支持基础电信企业加强与电力企业对接,对具备条件的基站和机房等配套设施加快由转供电改直供电;积极开展网络绿色化改造,加快先进节能技术应用推广。调整700MHz频段频率使用规划,加快实施700MHz频段5G频率使用许可;适时发布部分5G毫米波频段频率使用规划,开展5G行业(含工业互联网)专用频率规划研究,适时实施技术试验频率许可。进一步做好中频段5G基站与卫星地球站等其他无线电台(站)的干扰协调工作。

      组织开展5G测试验证。基础电信企业进一步优化5GSA设备采购测试流程,根据建设计划明确测试时间表,促进相关设备加快成熟。持续开展5G增强技术研发试验,组织芯片和系统开展更广泛的互操作测试,加速技术和产业成熟。结合国家频率规划进度安排,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储备。

      从“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储备”,这些字眼可以看出,国家倡导运营商、终端设备商等为毫米波的商用做好准备,毫米波在国内的发展充满机遇。

      我们买的5G手机支持毫米波吗?

      其实目前很多手机在硬件上面,都已经开始支持5G毫米波,但是厂商会根据不同国家或者地区的市场,做出改变。举个栗子,目前国内市场以Sub-6GHz为主导,而美国市场,以5G毫米波为主导。

      例如,国行版的S20系列都支持Sub-6GHz频段,但不支持5G毫米波,这种情况在三星老家的韩国也一样。但是,情况到了美国情况不一样了,美国地区的S20+与S20 Ultra均支持Sub-6GHz和5G毫米波,而Verizo推出的特殊版三星S20,更是解决了S20因为机身过少,无法放下支持毫米波的两个分立天线模块这个问题,同时支持Sub-6GHz和5G毫米波。

      总而言之,对于国内消费者的话,完全不用为手机缺失对毫米波的支持而恐惧,离它真正在国内的商用还有一段距离。

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