5G商用下半場：毫米波產(chǎn)業(yè)加速落地

 來源：萬正科技   更新時間：2021/10/26   閱讀次數(shù)：3354

　　距離5G正式商用已過兩年有余，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)逐步完備之際，產(chǎn)業(yè)聚光燈也在悄然轉(zhuǎn)向。5G應(yīng)用正在取代基站部署，成為新的主角。

　　今年7月出臺的《5G應(yīng)用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)》被視為一個標志。這篇拉響加快5G發(fā)展號角的政策性文件首次提出，到2023年，5G個人用戶普及率超過40%，用戶數(shù)超過5.6億，5G物聯(lián)網(wǎng)終端用戶數(shù)年均增長率超200%。

　　終端與應(yīng)用的普及離不開網(wǎng)絡(luò)資源的支撐，而頻譜便是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中最為重要的一環(huán)。除了備受關(guān)注的低頻700MHz外，位于高頻段的毫米波也是5G產(chǎn)業(yè)新的聚焦點。鑒于其頻率寬帶容量大、時延低等優(yōu)點，5G毫米波在賽事場館、AR、VR、云游戲、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域中可廣獲應(yīng)用。

　　據(jù)全球移動通信協(xié)會GSMA發(fā)布的《5G毫米波經(jīng)濟性分析報告》顯示，5G毫米波在高密度城市部署和固定無線接入場景里，與中頻波段的結(jié)合將為運營商帶來明顯的成本優(yōu)化和增益。而在高密度的室內(nèi)場景里部署，也將降低每平方米的網(wǎng)絡(luò)成本。

　　“目前我國5G網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源是有限的，向更高頻段劃分將成為頻譜使用的主要走向。”在9月23日舉行的第二屆5G毫米波產(chǎn)業(yè)高峰論壇上，中國通信標準化協(xié)會副理事長兼秘書長聞庫向《中國經(jīng)營報》記者表示，隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模推進，5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模覆蓋已逐步完善，5G正在逐漸走向下半場，這一階段的主要任務(wù)將是擴大5G的需求應(yīng)用，而5G毫米波大帶寬、低時延等特性，將在未來助力千行百業(yè)完成行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

　　高頻段漸獲青睞

　　根據(jù)全球5G標準化組織的3GPP協(xié)議規(guī)定，5G使用的頻段包括兩類，一類范圍為450MHz~6GHz，也被稱為Sub 6GHz頻段；另一類范圍為24.25GHz~52.6GHz，因其波長在1毫米~10毫米之間，故也通常被稱為毫米波。

　　由于位居高頻段，單位毫米波所能攜帶的大容量數(shù)據(jù)能夠滿足5G大帶寬的需求，同時也能為高清實時直播等提供超低時延的傳輸。但在很長一段時期，毫米波鮮被行業(yè)問津。對此，從事毫米波研發(fā)多年的高通中國區(qū)研發(fā)負責(zé)人徐晧表示，因為早期毫米波的覆蓋有限，而且設(shè)備成本比較貴。

　　不過，隨著移動通信快速演進，低頻段資源面臨耗盡挑戰(zhàn)，而毫米波技術(shù)因更新迭代，在攻克成本與性能兩大傳統(tǒng)技術(shù)軟肋后，也再次被啟用。截至目前，全球已有28家運營商在毫米波頻段進行了商用部署。

　　據(jù)GSMA大中華區(qū)總裁斯寒透露，從亞太區(qū)域及全球來看，26GHz現(xiàn)在是被部署和發(fā)放牌照最多的、最熱門的毫米波頻段，另外37GHz~40GHz也在美國和其他國家與地區(qū)得到了部署或牌照，是僅次于26GHz的熱門頻段。

　　在國內(nèi)，5G毫米波也同樣發(fā)展迅速。據(jù)聞庫指出，目前我國5G毫米波技術(shù)標準逐漸成熟。在3GPP完成34.25GHz~35.25GHz頻段毫米波的標準化工作后，工信部已經(jīng)確定了我國5G研發(fā)技術(shù)的實驗，并在實驗室和5G外場進行實驗。

　　與此同時，聞庫表示，5G毫米波的應(yīng)用場景也在不斷擴大。“5G毫米波不僅能夠面向to C的用戶提升體育賽事的直播體驗，提高上行速率，還可以面向工業(yè)制造領(lǐng)域的大帶寬、低時延的to B場景，提高高速率傳輸和定位能力。”在聞庫看來，這也代表5G毫米波正在走向行業(yè)應(yīng)用。

　　此外，聞庫表示，國內(nèi)廠商也在不斷加快研發(fā)進度。在24.75GHz~27.5GHz頻段、獨立組網(wǎng)和非獨立組網(wǎng)、800M帶寬同時上下行工作、大上行幀結(jié)構(gòu)等研發(fā)方面取得了卓有成效的進展。

　　而在終端及芯片領(lǐng)域，記者了解到，高通、海思、三星、聯(lián)發(fā)科等也都推出了毫米波芯片。截至目前，全球商用的毫米波終端芯片已有約70款，以手機和CPE(客戶前置設(shè)備)為主。

　　“中國非常適合發(fā)展毫米波。”徐晧表示，國內(nèi)人口眾多，而且城市人口更為密集，在這種情況下，在地鐵站、體育場館中，適合用毫米波來提供大容量的服務(wù)。

　　破局5G下半場利器

　　5G商用早期，Sub-6GHz憑借傳播距離遠，能更好地穿透物體，更容易解決大范圍區(qū)域的信號覆蓋問題等優(yōu)勢，成為運營商推動5G普及的首選。但在進入到5G下半場后，應(yīng)用成為主角，這也意味著，能夠支持數(shù)千兆比特的速率和超大容量的頻段資源將更為重要。

　　“目前5G應(yīng)用落地面對的挑戰(zhàn)中，很重要的一點就是解決高可靠、高性能的傳輸需求，而毫米波恰恰對此會有一個很好的提升。”中國移動研究院無線與終端技術(shù)研究所所長丁海煜表示，從中國移動推進5G行業(yè)應(yīng)用的實踐經(jīng)驗來看，高速率、低時延、可靠性是不同用戶的共性需求。

　　以工業(yè)相機上傳視頻為例，丁海煜介紹稱，這種應(yīng)用場景要求傳輸速率達到上百兆甚至千兆，而毫米波能夠提供400M的帶寬，速率能夠做到Sub 6GHz上下行速率的4~6倍，從而更好地解決相應(yīng)的特殊場景對于大上行的要求。

　　而在低時延方面，丁海煜表示，毫米波的時延是Sub 6GHz的一半左右，尤其是端到端的時延，能夠達到4毫秒，這對賽事高清直播、遠程醫(yī)療手術(shù)等有些需要超低時延的場景，具有很好的提升。

　　此外，中國電信首席專家、貝爾實驗室院士畢奇認為，除了上述優(yōu)勢以外，毫米波還有一個明顯的優(yōu)勢便是成本。“我們之所以從3G、4G到5G發(fā)展這么快，就是因為成本，能讓運營商積極地擁抱下一代技術(shù)。盡管從單機成本看，3G到5G每代演進成本加了一兩倍，但是它的速率加了10到20倍，這使得每比特的成本大大下降。”畢奇表示。

　　畢奇指出，從過往數(shù)十年經(jīng)驗來看，當(dāng)頻帶越來越寬時，每比特的成本呈指數(shù)下降，而毫米波能夠較好地解決成本問題，尤其是高流量的成本。

　　“毫米波對于釋放5G全部潛能而言至關(guān)重要。”徐晧表示，目前工業(yè)領(lǐng)域是5G應(yīng)用發(fā)揮重要作用的主場景，而毫米波的出現(xiàn)提供了一個契機。徐晧認為，結(jié)合5G毫米波的三大特性，可以把現(xiàn)在工廠里面的有線以太網(wǎng)用無線以太網(wǎng)代替，從而為工業(yè)制造的靈活性提供更大的支持。

　　徐晧進一步向記者指出，目前中國針對6G的研發(fā)已在進行之中，而6G的頻譜范圍也將進一步拓寬至太赫茲和可見光。這也意味著，毫米波作為5G跨越到6G的必經(jīng)之路，將有著非常好的商用前景。

　　落地仍存挑戰(zhàn)

　　雖然毫米波在5G應(yīng)用的規(guī)模推廣上將發(fā)揮重要作用，但也依然面臨不少誤區(qū)和挑戰(zhàn)。

　　徐晧指出，毫米波雖然有著大帶寬、高速率、低時延的優(yōu)點，但并非所有的應(yīng)用場景都適合于用毫米波，就像不是所有的場景都適合于用Sub 6GHz一樣。“最適合用毫米波的場景就是熱點覆蓋。”徐晧表示，只有在企業(yè)內(nèi)部、場館外部、交通樞紐、固定無線、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)這些需要大容量、多用戶、高容量限制的場景中，才需要并適合使用毫米波。

　　中國聯(lián)通科技創(chuàng)新部總經(jīng)理馬紅兵指出，成本是毫米波在落地中的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)，而只有規(guī)模化推廣，才能把成本降下來。同時，馬紅兵表示，毫米波的定位目前還只是一個基礎(chǔ)層技術(shù)，后面用到的支撐網(wǎng)絡(luò)才是整個毫米波產(chǎn)業(yè)落地的難點。“毫米波不能脫離后面的支撐網(wǎng)絡(luò)而獨立存在，所以在推廣毫米波時必須考慮這點。”馬紅兵指出。

　　而在聞庫看來，中國5G毫米波的發(fā)展仍存在三個方面的工作要做。一是要積極推動毫米波的標準研究和技術(shù)研發(fā)工作。“我們應(yīng)針對WRC制定的毫米波頻譜以及國內(nèi)發(fā)布的毫米波試驗頻譜，積極開展國際國內(nèi)毫米波標準的研究和技術(shù)研發(fā)工作，同時還要加強毫米波與Sub 6GHz頻段的協(xié)同組網(wǎng)工作。”聞庫表示。

　　其次，聞庫表示，應(yīng)聚焦5G毫米波的基礎(chǔ)元器件研發(fā)。“毫米波帶寬比較高，不僅對頻率器件要求高，對其他相關(guān)元器件也是大的挑戰(zhàn)。”聞庫指出，當(dāng)時在推廣400MHz、200MHz、100MHz頻段時，不僅在微波器件上有一些壓力，實際上在大帶寬ADDA(數(shù)模轉(zhuǎn)換)器件上也有一些壓力，甚至這些壓力比模擬無線電的帶寬壓力還要大一些。因此，要做好無線電基站和這些裝備必須克服這些困難，提升與毫米波相對應(yīng)的元器件發(fā)展水平。

　　此外，聞庫建議，要加強產(chǎn)學(xué)研的合作，做好冬奧會的演示示范，共同推動毫米波的成熟，為未來6G太赫茲的可能使用積累經(jīng)驗。“太赫茲的使用不可能直接越過5G毫米波而使用，只有做好5G才能有6G。因此，產(chǎn)業(yè)界應(yīng)該共同努力，在工信部的推動下，共同做好毫米波的發(fā)展進程。”聞庫最后表示。

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