5G毫米波利好頻傳
此前,毫米波技術多應用於軍事、科技領域,在通訊領域應用較少,甚至曾經一度毫米波被認為是不可能用於移動無線通訊的。因為毫米波技術上的難度太大,很難將尺寸縮小到移動終端上面。
不過,在科研機構與通訊裝置製造商的努力之下,毫米波技術在5G應用中有了新突破。高通成功開發出5G毫米波天線模組,並將其縮小到可以放進5G手機這樣尺寸的移動終端上。第三代高通5G基帶驍龍X60釋出以後,高通5G基帶對毫米波的支援再次提升。其搭配了第三代高通QTM535毫米波天線模組,實現了毫米波與Sub-6GHz的聚合,Sub-6GHz與毫米波二者能夠同時在網,具備速率疊加的特殊功能。即使在複雜的環境中也可以穩定快速的接收訊號波,實現5G訊號無場景限制的使用。
本月初的訊息,義大利電信、愛立信和高通技術公司將5G技術應用於固定無線接入後,超寬頻遠距離傳輸速度已達到創紀錄水平。該測試在羅馬進行,在距站點6.5公里的場景下,使用了26GHz頻段的毫米波頻譜,測得1Gbps的下行速率和700Mbps的上行速率。這項記錄驗證了5G毫米波譜,不僅適用於城市、高速或高密度部署環境,而且適用於更廣泛的5GFWA覆蓋範圍。這幾家公司在一份聯合宣告中表示,此次演示為義大利電信向其傳統光纖網路未覆蓋的地區提供“增強型超寬頻連線”鋪平了道路。
國內方面,近日,中興通訊對外發布了《5G毫米波技術白皮書》,《白皮書》圍繞著毫米波關鍵技術,闡述瞭如何在毫米波自身的寬頻段大頻寬低時延等優勢和傳輸距離受限中取得合理的平衡,從而獲得最優的效能。並對對毫米波未來的技術演進提出了展望和預測。
而在我們的近鄰韓國,高通、LG Uplus與LG電子宣佈,三方基於5G商用智慧手機在國立金烏工科大學(KIT)成功部署了韓國首個5G毫米波網路。5G毫米波網路將為KIT員工、教授和學生提供新的服務,為“智慧校園”模式提供動力。這一里程碑也代表韓國5G毫米波網路商業化的重要一步,預計將於2021年實現。三個合作方還強調,部署5G毫米波網路對於充分發揮5G的潛力和應對移動資料需求的大規模增長至關重要。5G毫米波將使LG Uplus能夠在高頻譜頻段利用大量的頻譜資源,使電信公司能夠更容易地提供千兆的蜂窩速度。
一個是技術研發上的利好,一個是測試試驗的利好,一個部署使用的利好,還有一個是未來的技術展望,這說明了毫米波技術在5G應用上已經取得了相當的突破,未來發展前景可期。
毫米波5G應用潛力凸顯
在5G時代,各方對毫米波如此關注,是基於多方考慮的。
首先,毫米波是介於微波與光波之間的電磁波, 通常毫米波頻段是指30GHz-300GHz,相應波長為1mm-10mm。毫米波用於通訊有的優勢和劣勢都相當明顯。其最為關鍵的優勢就是可用的大量頻譜頻寬。在毫米波頻段,可以使用的最大頻寬是400MHz,資料速率高達10Gbps。毫米波頻譜資源豐富。30GHz之內頻譜資源已被各個運營商、機構瓜分,未經“開墾”的毫米波已經成為運營商眼中的“寶藏”。隨著技術的進步與5G的到來,毫米波、穩定性高、方向性好等優勢也被發現。不過,毫米波也存在著傳播距離短,穿透性差等“先天”的缺點。
從實際應用上看,5G毫米波可以提供更高速的頻寬,為5G服務速度和穩定性提升提供了技術支援。今年10月,在北京舉辦的5G毫米波產業高峰論壇上,GSMA(全球移動通訊系統協會)正式釋出了其《5G毫米波技術白皮書》。 《白皮書》指出,隨著業務對頻寬需求的不斷增加,通訊頻譜不斷向更高頻譜延伸,5G毫米波具有豐富的頻率資源,是移動通訊技術演進的必然方向。
巨大的潛力也讓全球電信運營商“趨之如騖”。隨著全球5G網路部署向縱深挺進,5G毫米波的商業部署也在全球各地逐漸展開。美國的幾大主流通訊運營商包括AT&T、T-Mobile和 Verizon 都已經提供了5G 毫米波的商用服務,而包括日本NTT DOCOMO、日本KDDI、韓國SKT 在內的多個運營商也已經開始了5G毫米波系統商業部署。資料顯示, 2020年6月,僅在 24.25-29.5GHz頻譜範圍內,全球已有42個國家/地區的123個運營商以試驗、許可證、部署或運營網路的形式進行了5G投資。
根據GSMA報告,預計到2034年在中國使用毫米波頻段所帶來的經濟受益將產生約1040億美元的效應。毫米波將為諸多應用場景帶來全新體驗和價值。從更大方面來看,正如同《證券時報》報道指出那樣,要建立覆蓋全球每個角落的寬頻通訊網路,消除訊號盲點,必須推動寬頻衛星通訊和5G毫米波通訊這兩件“工具”商用落地。毫米波通訊頻譜資源豐富,5G時代選擇使用毫米波頻段,速度就好比單車道升級為十車道。
有助釋放5G更多潛能
5G要想成功商用離不開三大要素:終端、網路以及頻譜支援,而毫米波在這三個方面的優勢則有助釋放5G更多的潛能。
頻寬是通訊中最重要的資源,要想實現更高的下載速率,最簡單的方式就是把頻寬變寬。毫米波擁有從24GHz到100GHz範圍內的非常大的頻寬,比當前3G/4G使用的頻寬多25倍,這意味著不用很複雜的通訊技術就能夠實現速率的提高,這為毫米波應用帶來巨大優勢。
毫米波的第二個重要優勢是低時延。毫米波技術支援減少子幀的時長,可以在很短的時間內把資訊傳輸出去,並且在很快就能反饋收到或者沒有收到這個資訊,能夠降低通訊時延。在VR技術領域中,利用毫米波頻段資源實現的極高頻寬和極低時延,正好可以解決現階段VR技術內容的“困境”,並將毫米波技術發揮到極致。
毫米波的第三個優勢是大容量。如果單個使用者要下載一部高畫質電影,可能僅需要幾秒鐘,不會長期處於下載狀態。但是如果大會議室內有幾百人,或者體育場館裡有上千甚至一萬人,大量使用者同時進行資料下載,與只有單個使用者下載時相比,對無線通訊的頻寬和下載速率的要求不一樣。而毫米波能夠很好地滿足大量使用者的無線通訊需求,提供更大的容量。
對於毫米波技術在5G應用上的未來,高通通訊科技產品總監陳瀚昇指出,未來進入5G毫米波時代後,移動通訊不會再被侷限在消費者移動通訊傳輸速度提升應用,更會擴及智慧零售、智慧製造及智慧城市等應用,且預估2035年5G毫米波整體產值可望上看13.2兆美元,其中產值最大的將會是智慧製造,產值上看4.77兆美元,其次才是與消費者直接相關的移動通訊領域,產值為2.22兆美元。未來不僅是智慧製造,就連自駕車、智慧醫療等都可望匯入5G毫米波,全面擴大移動通訊應用,並改變人類的生活。