美國對于5G領先地位的焦慮和壓迫感與日俱增。為什麼在4G時代全面領先的美國,在5G時代如此焦慮,其實源自于5G頻段選用。美國主要專注毫米波的部署,但毫米波與Sub-6相比覆蓋面積遠遠不及後者。由于低頻段牢牢掌握在軍方手裡,涉及國家安全問題,導緻美國5G商用陷入尴尬境地。
毫米波之殇
5G技術路線之争,實質上是頻段之争。目前全球采用兩種不同頻段部署5G網絡,分别是30-300GHz之間的頻段被稱為毫米波;另一種集中在3GHz-4GHz頻段的被稱為Sub-6。美國運營商主要專注于5G毫米波部署。
為什麼要選擇在高頻頻段中部署5G網絡?因為美國政府尤其是軍方将大量3-4GHz範圍内的頻段用于軍用通信和國防通訊,使得運營商很難拍賣得Sub-6拍照。甚至運營商難以共享政府的這一部分頻譜資源。
完敗于Sub-6頻段
受制于無線電波的物理特性,毫米波的短波長和窄光束特性讓信号分辨率、傳輸安全性以及傳輸速度得以增強,但傳輸距離大大縮減。
根據谷歌對于相同範圍内、相同基站數量的5G覆蓋測試顯示,采用毫米波部署的5G網絡,100Mbps速率的可以覆蓋11.6%的人口,在1Gbps的速率下可以覆蓋3.9%的人口;而采用Sub-6頻段的5G網絡,100Mbps速率的網絡可以覆蓋57.4%的人口,在1Gbps的速率下可以覆蓋21.2%的人口。
谷歌測試結果對比,左為毫米波覆蓋,右為Sub-6覆蓋(圖片來源:Google)
可以看到,在Sub-6下運營的5G網絡覆蓋率是毫米波5倍以上。而且建設毫米波基站,需要大約在電線杆上安裝1300萬個,将花費4000億美元,如此才能保證28GHz頻段下以每秒100 Mbps速度達到72%的覆蓋率、每秒1Gbps的速度達到大約55%的覆蓋率。而Sub-6隻需要在原有4G基站上加裝5G基站即可,大大節省了部署成本。
從覆蓋到成本,毫米波完敗于Sub-6。
從4G領先到5G尴尬
4G網絡時代美國領先正是因為在競标中獲得了700MHz這一頻段,得以在全美部署LTE網絡。LTE網絡性能是3G網絡的10倍,從而引發了蘋果、谷歌、Facebook、亞馬遜等無數互聯網公司的崛起,從而推動經濟發展。随着LTE網絡在全球部署開來,移動應用也在全球範圍内推廣。可以說頻譜的成功,讓美國主導了4G網絡時代。
相比于美國,歐盟和中國則引領了Sub-6标準的建設。國内三大運營商分配了200 MHz的中頻頻譜,并正在考慮重新分配500 MHz頻段。5G時代的領導者将在未來10年間獲得數千億美元的收入,并在無線技術領域創造廣泛的就業機會。而美國的毫米波無法與全球其他頻段的5G網絡相兼容,形成了閉關鎖國的狀态。
結束語
毫米波與Sub-6相比處于尴尬境地。但美國國防部已經發現了這一問題,正在為5G網絡騰退中低頻段。但這一過程需要高昂的成本以及3-5年的時間進行。兼容毫米波和Sub-6後才能将5G網絡産業全球化發展。
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