5G毫米波有什么优势和劣势?

什么是5g毫米波?众所周知,5g主要使用两段频率,分别是fr1频段和fr2频段。
fr1和fr2的定义(3gpp 38.101)
fr1频段的频率范围是450mhz-6ghz,又叫sub-6ghz频段。
fr2频段的频率范围是24.25ghz-52.6ghz。
由于fr2覆盖波段之中多数为小于10毫米波长的频率,这部分频段因此得名“毫米波(mmwave)”。
虽然24.25ghz-30ghz一部分波长大于10毫米,但毫米波已经成为一种约定俗成的叫法。根据同样的命名方式,我们也可以把 sub-6ghz称为厘米波。
2019年国际电信联盟 (itu) 的世界无线电通信大会 (wrc-19) 期间,各国代表就5g毫米波频谱使用达成共识:全球范围内将24.25ghz-27.5ghz、37ghz-43.5ghz、66ghz-71ghz 共14.75ghz带宽的频谱资源,标识用于5g及国际移动通信系统(imt)未来发展。
此外,在45.5ghz-47ghz频段,部分国家在脚注中标识用于imt;在47.2ghz-48.2ghz频段,2区(美洲区)国家和部分地区部分国家在脚注中标识用于imt。
事实上,虽然我们在国内以sub-6ghz频段扩展5g网络,但是,在国外,许多运营商采用了毫米波频段布设5g网络。
5g毫米波有什么优势和劣势?我们先说说毫米波的劣势。
为什么目前国内运营商以sub-6ghz作为5g网络的主力?
原因很简单,因为5g毫米波存在一个硬伤——信号。
如果说现在的4g信号是“满血”,sub-6ghz的5g信号是刚好能用,那么毫米波5g信号就是“战五渣”。
前面提到,毫米波是波长约在1毫米-10毫米之间的电磁波。而初中物理课本告诉我们,电磁波频率越高,波长越短,穿透能力越差。
一片树叶、一张纸、甚至是一滴水的遮挡,就可以让毫米波5g信号彻底“翻车”。
就在最近,数码播主linustechtips对t-mobile和其它运营商的5g信号进行测试,其中t-mobile覆盖sub-6ghz和毫米波信号,而对比的运营商主要采用毫米波信号。
在演示中,采用毫米波信号的5g手机几乎可以被任何东西挡住信号,电话亭、一棵树、玻璃、雨伞、甚至是...空气,只要基站和手机之间有遮挡,可能转个身,网络会立刻回落到4g。而采用sub-6ghz和毫米波同时覆盖的运营商则相安无事。
“胖砸,你挡住我的信号啦!”
如果基站覆盖不够完善,分分钟会出现“胖砸!你挡住我的5g信号啦”的情况。
想要5g毫米波体验好,必须建很多基站——几乎每个角落都需要!
然而这么一个信号“战五渣”5g毫米波,却被行业寄予厚望。
根据gsma今年3月发布的《5g 毫米波在中国的机遇》白皮书提到,预计到 2034 年,在中国使用毫米波频段将产生约 1040 亿美元的经济效应。
这1040亿美元的效益,将来自于制造业、公用事业、专业服务和金融服务、信息通信技术和贸易等多个领域。
为什么5g毫米波这么“弱鸡”却倍受青睐,原因很简单。
5g毫米波载波频率更高,信号带宽更大。以60ghz频段为例,每个信道的频谱带宽达到2.16ghz,相比之下,4g-lte频段可用频谱带宽只有100mhz。说白了就是5g毫米波网速很快,比sub-6ghz的5g更快。
itu imt-2020规范要求5g速度可以达到20gbit/s,单靠sub-6ghz是搞不定的,得用上毫米波。
“拥挤”的sub-6ghz频段
另外,毫米波受到的频段干扰更少。1.9ghz-6ghz频段仿佛是拥挤的地铁,wi-fi、蓝牙、卫星广播等都“挤”在一起,难免会有“打架”。
而毫米波频段就像是无人区飞驰的敞篷跑车,时延极低,容量高,可以同时有更多设备连接。
总而言之,5g毫米波带宽高,时延低,容量高。在日常生活中,5g毫米波可以帮助你秒速下完蓝光视频、在拥挤的球场享受高速网络。
在专业场景,5g毫米波可以实现工业机器人的远程控制、自主工厂运输、远程医疗等。
在3gpp规定的5g标准中,无论是sub-6ghz频段和毫米波,都是5g标准。
两者各有优势,sub-6ghz频段覆盖广,信号强且稳定;毫米波速度快,时延低,多人时无需抢信号,然而一场雨就有可能被降维打击回到4g。
所以说,两者是互补的关系,而不是迭代的关系。就像nsa和sa组网一样,大家都是“真5g”,只不过是看哪个更适合运营商建设和使用场地的实际需要。

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