美国对于 5G 领先地位的焦虑和压迫感与日俱增。为什么在 4G 时代全面领先的美国,在 5G 时代如此焦虑,其实源自于 5G 频段选用。美国主要专注毫米波的部署,但毫米波与 Sub-6 相比覆盖面积远远不及后者。由于低频段牢牢掌握在军方手里,涉及国家安全问题,导致美国 5G 商用陷入尴尬境地。
 
 
 
毫米波之殇
5G 技术路线之争,实质上是频段之争。目前全球采用两种不同频段部署 5G 网络,分别是 30-300GHz 之间的频段被称为毫米波;另一种集中在 3GHz-4GHz 频段的被称为 Sub-6。美国运营商主要专注于 5G 毫米波部署。
 
为什么要选择在高频频段中部署 5G 网络?因为美国政府尤其是军方将大量 3-4GHz 范围内的频段用于军用通信和国防通讯,使得运营商很难拍卖得 Sub-6 拍照。甚至运营商难以共享政府的这一部分频谱资源。
 
完败于 Sub-6 频段
受制于无线电波的物理特性,毫米波的短波长和窄光束特性让信号分辨率、传输安全性以及传输速度得以增强,但传输距离大大缩减。
 
根据谷歌对于相同范围内、相同基站数量的 5G 覆盖测试显示,采用毫米波部署的 5G 网络,100Mbps 速率的可以覆盖 11.6%的人口,在 1Gbps 的速率下可以覆盖 3.9%的人口;而采用 Sub-6 频段的 5G 网络,100Mbps 速率的网络可以覆盖 57.4%的人口,在 1Gbps 的速率下可以覆盖 21.2%的人口。
 
 
谷歌测试结果对比,上为毫米波覆盖,下为 Sub-6 覆盖(图片来源:Google)
 
可以看到,在 Sub-6 下运营的 5G 网络覆盖率是毫米波 5 倍以上。而且建设毫米波基站,需要大约在电线杆上安装 1300 万个,将花费 4000 亿美元,如此才能保证 28GHz 频段下以每秒 100 Mbps 速度达到 72%的覆盖率、每秒 1Gbps 的速度达到大约 55%的覆盖率。而 Sub-6 只需要在原有 4G 基站上加装 5G 基站即可,大大节省了部署成本。
 
从覆盖到成本,毫米波完败于 Sub-6。
 
从 4G 领先到 5G 尴尬
4G 网络时代美国领先正是因为在竞标中获得了 700MHz 这一频段,得以在全美部署 LTE 网络。LTE 网络性能是 3G 网络的 10 倍,从而引发了苹果、谷歌、Facebook、亚马逊等无数互联网公司的崛起,从而推动经济发展。随着 LTE 网络在全球部署开来,移动应用也在全球范围内推广。可以说频谱的成功,让美国主导了 4G 网络时代。
 
相比于美国,欧盟和中国则引领了 Sub-6 标准的建设。国内三大运营商分配了 200 MHz 的中频频谱,并正在考虑重新分配 500 MHz 频段。5G 时代的领导者将在未来 10 年间获得数千亿美元的收入,并在无线技术领域创造广泛的就业机会。而美国的毫米波无法与全球其他频段的 5G 网络相兼容,形成了闭关锁国的状态。
 
结束语
毫米波与 Sub-6 相比处于尴尬境地。但美国国防部已经发现了这一问题,正在为 5G 网络腾退中低频段。但这一过程需要高昂的成本以及 3-5 年的时间进行。兼容毫米波和 Sub-6 后才能将 5G 网络产业全球化发展。