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5G毫米波网速优势显现,少了高速路的5G不完整

发布时间:2019-07-04 09:10:11  来源:飞象网    背景:

  随着5G网络目前在全球各地的开通,5G毫米波在峰值速率上已经展现出了巨大优势。同时,工信部在上周印发的《工业互联网专项工作组2019年工作计划》中也提出2019年将进一步加快5G工业互联网频率使用规划研究,提出5G系统部分毫米波频段频率使用规划,研究制定工业互联网频率使用指导意见。

  实际上,在未来的5G网络中,离了毫米波不少用例真的不好办。只有毫米波、Sub-6GHz的5G网络与持续演进的4G网络组合在一起才能构成一张完整的各项性能出众的网络。

  5G毫米波网速优势显现

  近日,国外媒体cnet对已经开通5G的运营商网络进行了速度测试,测试地点涉及美国的洛杉矶、芝加哥、纽约、达拉斯,韩国的首尔,澳大利亚的悉尼以及英国的伦敦。

  从最终的测试结果不难发现,美国与韩国的网速遥遥领先,其中AT&T与Verizon的5G峰值下载速率明显领先其它运营商,是第三名SK电讯的2-3倍。而从各运营商所采用的5G技术不难发现,在速率上领先的美国运营商均使用了毫米波频段,而SK电讯的峰值速率在众多使用Sub-6GHz频段的运营商中独树一帜,甚至还超过了使用毫米波的德国电信。

  这也印证了目前电信业的一个基本判断,那就是在全球5G网络中,目前美国在毫米波上领先,韩国在Sub-6GHz上领先。

  毫米波是5G的高速公路

  显然,从测试结果中可以发现,毫米波相比于Sub-6GHz有着明显的速度优势,实际上毫米波也被业界称之为5G的高速公路。5G网络的频段与以往很大程度上的不同就在于在原有Sub-6GHz频段的基础上,加入了毫米波频段。

  从高通给出的这张5G频段分布图中不难发现,毫米波频段从24GHz一直到100GHz,已被大家所使用的802.11ad WiFi就是通过60GHz频段来进行室内高分辨率的视频传输,802.11ac WiFi的工作频段为50GHz,均使用了毫米波频段。另外在卫星及广播领域也有所应用。目前,美国运营商所使用的毫米波频段为24GHz, 28GHz, 37GHz, 39GHz, 47GHz。

  显然,此前WiFi能够在802.11ad、802.11ac选择使用毫米波技术就是看到该技术的“天赋”。简单来说,毫米波具有支持大带宽、支持大容量与更低时延的特点,可见其与5G的高速率、广覆盖、低时延相得益彰。具体来说,毫米波的24.25-27.5GHz,27.5-29.5GHz频段拥有海量带宽,比目前正在使用3G/4G带宽多25倍,毫米波通过大带宽还可实现数千兆级数据速率,支持在密集空间重用,解决重点区域承载问题,同时还具备低时延的特性,可以满足更多领域的需求。

  也就是说,通信业者们在面对已经在频段上显得拥挤不堪的Sub-6GHz时,为5G网络另辟蹊径开拓出了一条车道更宽、行驶速度更快的新车道。而这条高速公路显然于5G元年就在网速上表现出了不俗的实力。

  人流密集场所少不了它

  然而,有利自然有弊,毫米波之所以一直没有成为蜂窝通信的选择,原因就在于频段高了,自然穿透能力也差、传播距离有限、信号衰减快。也就是说,如果信号覆盖的不够科学合理,技术不过硬,那么就能出现上一秒畅享5G,下一秒挪个窝就会遭遇断网的情况。最终,研究院人员通过改进射频,利用多天线技术让毫米波可以在5G网络下顺利商用,例如可与高通X55配套的QTM525毫米波天线模块,在手机内部配置时需要分别放置在手机边框上3-4个,这样在一个模组中集成多个天线,通过多个天线振幅的相互干涉和相互影响,来形成很窄的波束并支持定向的发射和能量传输。

  不过毫米波与Sub-6GHz在网络部署上自然会本着扬长避短的原则,从上图中不难看出,毫米波会应用于人流聚集的大型活动场所、交通信号灯、密集的城市楼宇中,而在交通运输、地广人稀的乡村则会采用传统的Sub-6GHz。显然,毫米波将会解决3G/4G时代体育场、音乐会、大型会议场所等人流密集场馆中的信号难题,同时让用户不会再出现网速过慢甚至断网的问题。

  另在爱立信官网中的《5G频段:挖掘各频段的最大潜能》(5G spectrum: strategies to maximize all bands)给出的上述图表中也能发现,如果不使用毫米波,仅使用Sub-6GHz来进行组网,5G网络在信号能力、速率、时延上都无法达到最高水平,只有通过在毫米波、Sub-6GHz上部署5G网络,并且在1GHz-2.6GHz中频与1GHz以下的低频上采用4G与5G共存的组网方式,才能达到最优效果。

  在毫米波频段所对应的企业用例上,在24GHz到50GHz的频段中,连接带宽可达到数千兆级,同时还具有低延时特性,就这为部分eMBB、URLLC业务提供了可能性,例如工业物联网由于处于固定区域,又对网络品质有着高要求,使用毫米波频段来部署无疑是个不错的选择。同时,立志取代最后一公里光纤的FWA也会利用这段频谱来实现5G FWA的落地,从而解决很多欧美偏远地区的光纤入户难题。

  可见,就像是在工业物联网中的应用一样,毫米波的覆盖和性能可以解决企业、私有网络的带宽需求,另外通过5G毫米波与Wi-Fi的结合,在具有蜂窝级安全性的情况下,还能让笔记本电脑和平板设备始终连接,提升企业的云化程度,让云应用、云存储可以即时接入,还可以将沉浸式内容连接至多个投影仪或显示屏。

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