CHN强国网下载APP
犯我中华者 虽远必诛

美国5G为什么落后?美国国防部说出了原因

2019-07-18 10:50:15 | 来源: | 参与: 0 | 作者:风云之声

500

  波的衍射

  举个例子,可见光的波长大约在400至760纳米之间,比常见物体的尺寸短得多。因此在日常生活中你会感到可见光是直线传播的,看不到它们绕过障碍物。但对于纳米级别的微观粒子,可见光的波长就显得很长了,这时可见光就会轻松绕过它们。所以给微观粒子成像需要波长更短的波,例如X射线。

  总之,一个波的波长越长,穿透能力就越强。在这个方面,Sub-6优于毫米波。

  了解了这些基本道理,你就可以明白美国国防部报告中对两种方法优劣的这些陈述了:

  “首先,波长较短的毫米波会产生较窄的波束,从而为数据传输提供更好的分辨率和安全性,且速度快、数据量大,时延小。其次,有更多的毫米波带宽可用,不仅提高了数据传输速度,还避免了低频段存在的拥堵(在研究毫米波频率应用在5G之前,该频段的主要运用在雷达和卫星业务)。5G毫米波生态系统需要大规模的基础建设,但可以获得比4G LTE网络高20倍的数据传输速度。最后,毫米波组件比低频段的组件更小,因此可以更紧凑地部署在无线设备上。

  ……

  毫米波拥有着诸多好处的同时也面临着各种挑战。虽然短波长和窄光束的特性可以提高分辨率和传输安全性,但这也限制了传播距离。因为毫米波网络需要遍布在基站覆盖的整个区域中并保持不间断的连接,这样就会产生很高的基础建设的成本。毫米波很容易被墙壁、树叶和人体本身等障碍物阻挡,这进一步加剧了这一挑战。

  ……

  由于Sub-6波长较长,穿透障碍物的能力更强,可以提供比毫米波更宽更广的区域覆盖效果,连接中断风险更低,因此与毫米波相比而言,Sub-6需要更少的资金投入和基站基础建设,再利用上现有的4G基础设施,这两点使Sub-6成为潜在的5G标准。”

  你看,5G频段的选择这种高度技术性的问题,原本似乎只有通信专家才有资格参与讨论,但只要懂一点基本的物理原理,你就可以大致看懂他们在说什么了。

  我们来稍稍总结一下。跟Sub-6相比,毫米波有更高的带宽。但硬币的另一面,就是它更加容易被阻挡。尤其令人吐血的是,毫米波会被墙壁和人体阻挡,——你无论如何也不可能把人体去掉啊!

  因此,在现有的毫米波试验中,覆盖程度都很差。例如:

  “经过6个月的市场实践后,发现Verizon的150个固定无线宽带(FWBB)基站只能向测试地区约6%的用户提供服务。

  ……

  毫米波的部署以100 Mbps的速度覆盖11.6%的人口,以1 Gbps的速度盖率3.9%的人口。在中国Sub-6标准中,相同的基站以100 Mbps的速度覆盖57.4%的人口,以1 Gbps的速度覆盖21.2%的人口。”

  因此,如果要用毫米波达到跟Sub-6相当的覆盖程度,就需要多得多的基站,大大推高了成本。所以美国国防部对未来的预测是:

  “鉴于毫米波和Sub-6的不同优劣势,未来5G可能会采用两者共用的组合。网络覆盖的很大一部分会利用Sub-6进行广域覆盖,毫米波可能最终能够在特定的场景中提供更精细的覆盖,并且由于毫米波更难拦截,在某些场地中具有一些独特的军事优势。”

  我的朋友、笔名“奥卡姆剃刀”的通信专家张弛博士告诉我,中国对28 GHz的频段早就认真研究和实验过,只是尚未解决它的传输问题,所以目前还没有发布这个频段。2019年6月6日,中国宣布5G正式商用时,特别标明了开通的是3.5 GHz的中低频段。这反映出我们对高频段也是有计划的,将来如果解决了相关的技术问题,高频段也会利用起来。

  美国国防部的报告明确地指出,“频谱分配问题是5G竞争的核心”。更具体地说:

  “每个国家的5G能力可以通过五个指标进行比较:频谱可用性,广泛的5G试验,国家监管机构建立的5G路线图,政府承诺(例如,为5G实施铺平道路的战略文件和政策),以及行业对早期5G发展的承诺。在这些指标中,频谱可用性影响最大,因为许多其他因素都依赖于可用性。”

  好,既然对5G频谱的科学原理和重要性都理解得这么透彻了,美国为什么不用Sub-6呢?

  请看美国国防部报告中的说法:

  “美国的运营商主要专注于5G的毫米波部署,因为世界其他地区使用的5G的3 GHz和4 GHz频谱大部分是美国独有的联邦频段,特别是国防部广泛使用的频段。”

  好嘛,敢情都是你自己作的!纯粹是体制问题啊!由于美国的军方占用了Sub-6,逼得美国的开发者只能在毫米波上面死磕。好比打游戏的时候发现地图不适合自己,怎么打都束手束脚的。

  大家知道,对中国民航晚点率高的一个常见的批评,就是中国的领空有很大部分在军方的管制之下,民用的不够。美国的5G频段问题,不禁令人感觉:“你也有今天!”

  ​

  知道了这些基本背景,你就会理解美国国防部报告中明确地承认中国的领先和美国的落后:

  “中国通过一系列积极的投资和频谱分配举措,在5G发展方面处于领先地位。

  ……

  由于政府较早的完成频谱拍卖以及其对无线技术的普遍承诺,韩国在5G发展上密切紧跟中国。

  ……

  日本在5G能力方面紧随中国,韩国和美国。

  ……

  2018年9月,白宫举行了一次5G峰会,相关政府领导人和产业代表参加并讨论5G的未来发展方向,促进私营公共部门合作,同时承认美国在开发和部署5G方面落后。”

  你看,美国国防部的这个报告确实信息量很丰富。我们从中获得的最重要的信息包括:一,中国的5G在全世界是最领先的。二,美国的5G落后于中国。三,这种状况的一个基本原因是,美国军方占用了Sub-6频段。

  还有些技术是这个报告中没有提到的,例如华为的5G加微波技术。任正非向美国力推这个技术:“不买他傻,不买他就亏了嘛,技术竞争是和平竞争,他除了买,他还有啥办法呢。”好嘛,这么强势的推销也是少见!不过美国不会用这个最适合自己的技术,这更是明晃晃的体制问题了。

正在加载

精彩阅读

热点排行
  • 日排行
  • 周排行
评论排行
  • 周排行
  • 月排行

-->