眼下，5G發(fā)展已經(jīng)來到下半場。不少運營商發(fā)現(xiàn)，當前部署的頻譜與滿足用戶和市場未來對移動數(shù)據(jù)的預期需求之間存在著巨大的差距。
事實上，與此前的移動通信標準相比，5G技術(shù)在全球市場的推出要復雜得多。由于5G需要達到前所未有的性能水平，運營商們必須在錯綜復雜的無線電頻率中選擇和使用，以確保他們能夠提供盡可能好的網(wǎng)絡(luò)速度和覆蓋范圍。相較于2G、3G和4G技術(shù)，5G覆蓋了更大的頻譜范圍，從低頻段600MHz到非常高的47GHz頻段。行業(yè)間對此已經(jīng)達成了一致共識：成功的5G部署需要低、中和高頻段的搭配使用，這樣將使運營商能夠在覆蓋范圍和性能之間取得相對理想的平衡。
不難發(fā)現(xiàn)，全球許多國家中低頻段的連續(xù)頻譜資源已經(jīng)變得越來越稀缺，也因此在頻譜拍賣中“屢現(xiàn)天價”。正如市場研究公司Omdia在近期一篇報告寫到的那樣，移動運營商需要一系列的頻譜來支持5G服務，隨著創(chuàng)新服務的開發(fā)和下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，這無疑也包括毫米波頻譜。而一般來說，對毫米波頻譜的競爭并不像對中低頻段頻譜那樣激烈，這使得毫米波頻譜的價格較為適中。
毫米波頻譜以其獨特的物理特性帶來了挑戰(zhàn)和機遇。與其他5G頻段相比，毫米波頻譜提供了巨大的帶寬，超高容量、超快速度和超低延遲。GSMA智庫最新報告《愿景2030: 毫米波頻譜需求》指出，因為這些特性，毫米波非常適合為密集人口地區(qū)的中低頻段網(wǎng)絡(luò)部署提供補充，并通過5G固定無線接入(FWA)向家庭用戶提供類光纖的網(wǎng)絡(luò)連接。此外，毫米波頻譜還有助于在工廠或企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中確保安全、可靠和低延遲的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
毫米波頻譜不是中低頻段的替代品
當然，必須承認的是，盡管毫米波帶來的超大帶寬、低時延好處顯而易見，但是其覆蓋能力有限，部署成本較高，這些短板也不容忽視。不過，當我們來到5G發(fā)展的下半場，也即5G覆蓋范圍足夠廣、服務廣泛可用的情況下，對特定情況下的容量和速度需求會更明顯，而這正是我們利用毫米波的最佳場景。
來自Fact.MR的研究就表示，到2032年，毫米波技術(shù)市場的估值將從2022年的22億美元達到127億美元，在整個預測期內(nèi)將以19.3%的年復合增長率快速增長。其中，高帶寬內(nèi)容和應用使用量的增加，是推動毫米波技術(shù)采用增長的主要驅(qū)動因素。
我們認為，毫米波頻譜不應被視為中低頻段的替代品，而是可以為中低頻段提供補充，并共同確保5G部署取得成功。
隨著移動數(shù)據(jù)流量持續(xù)快速增長，同時，為了服務新應用所產(chǎn)生的更高數(shù)據(jù)傳輸速率需求，都將推動毫米波頻譜在保證5G網(wǎng)絡(luò)容量方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。由于這些頻段中的頻譜資源非常豐富，因此毫米波頻譜非常適合作為中低頻段頻譜的補充，從而為5G網(wǎng)絡(luò)提供更大的容量。GSMA在報告中指出，許多5G用例將依賴于毫米波的成功部署，包括eMBB，尤其是在人口密集的城市地區(qū);城市和郊區(qū)及農(nóng)村城鎮(zhèn)的FWA服務;以及工業(yè)4.0的5G企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。
毫米波對于確保成功部署5G至關(guān)重要
具體來看，毫米波頻段可以幫助在中低頻段頻譜提供的現(xiàn)有容量之上為消費者提供高容量eMBB應用。這在人口密集的城市環(huán)境和產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)的特定場所(例如交通樞紐和體育館等)尤其重要。預計在未來幾年，5G服務的需求將繼續(xù)快速增長。在城市地區(qū)，尤其是人口最密集的地區(qū)，如果不使用毫米波頻譜，其網(wǎng)絡(luò)容量可能會接近飽和。分析稱，對毫米波頻譜的需求主要是由人口密度和預期的5G滲透率驅(qū)動的，大多數(shù)發(fā)達國家城市人口最密集的地區(qū)，將是毫米波頻譜在增加中低頻段頻譜網(wǎng)絡(luò)容量方面發(fā)揮最重要作用的地方。
同時，目前的5G FWA部署依賴于中頻段和毫米波頻段。從全球來看，5G FWA網(wǎng)絡(luò)正在服務不足、幾乎沒有固定寬帶替代解決方案的地區(qū)推出。此外，在FTTH覆蓋率較低的市場，如低收入和中等收入國家，F(xiàn)WA正被用作FTTH的替代方案，并且更加可靠，落地速度更快。研究顯示，根據(jù)FTTH覆蓋情況，5G FWA可以實現(xiàn)比光纖網(wǎng)絡(luò)更經(jīng)濟、更快地部署，并為農(nóng)村地區(qū)的家庭和企業(yè)帶來100Mb /s的連接。在農(nóng)村城鎮(zhèn)使用5G FWA毫米波方案，相較于FTTH部署，預計將帶來大量的成本節(jié)省。5G FWA服務目前正在全球范圍內(nèi)推出，截至2022年3月，已有72家運營商提供5G FWA服務，另有16家已宣布推出計劃。
此外，毫米波有望在安全、可靠和超高速企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的部署中發(fā)揮重要作用。由于該頻段提供的高容量和極低延遲，以及支持大流量上傳的能力，使用毫米波頻譜部署的5G網(wǎng)絡(luò)有望支持更多的工業(yè)用例。毫米波非常適合室內(nèi)環(huán)境，因為其干擾風險低，且這些頻段中有大量的連續(xù)帶寬，可用于流量密集型用例。同時，它也非常適合用于并發(fā)流量高且上行要求特別重要的應用，例如機器人、計算機視覺、高清攝像頭、AR/VR應用以及AGV等。大部分的需求都來自于上傳，因為高清攝像頭和其他設(shè)備在上傳時比下載時需要更高的帶寬。因此，毫米波頻譜特別適合高上傳比特率，非常適合用于工業(yè)制造網(wǎng)絡(luò)。
應盡快分配足夠毫米資源滿足市場需求
縱觀全球，美、日、韓運營商在5G毫米波頻譜技術(shù)應用和發(fā)展方面走得較為靠前。目前美國幾家全國性大型運營商均已部署了毫米波網(wǎng)絡(luò)，用于支持FWA用例或是人口密集地區(qū)的熱點分流。而在近期，包括加拿大、英國等國的監(jiān)管機構(gòu)都正式發(fā)出了為移動技術(shù)分配毫米波頻譜的官方問詢。
目前的行業(yè)主張要求在初始毫米波頻段(例如26GHz/28GHz)中為每個運營商分配至少800MHz的頻譜。然而，GSMA認為，從長遠來看，這可能還不夠。成功有效的毫米波頻譜分配，對于確保5G在性能和社會經(jīng)濟影響方面實現(xiàn)其真正潛力非常重要。頻譜容量限制應該通過盡早為IMT服務分配足夠的毫米波資源來解決。
《愿景2030: 毫米波頻譜需求》報告中對全球多個市場進行建模評估后估算，到2030年，每個市場平均需要總計5GHz的毫米波頻譜才能滿足不同5G用例的需求。假設(shè)到2030年各個國家分配了足夠多的中頻段頻譜，那么每個市場平均將需要4.5GHz的毫米波頻譜才能提供高質(zhì)量的eMBB服務。同時，到2030年，5G FWA用例將需要350MHz至1.2GHz帶寬的毫米波頻譜，毫米波將補充sub-7GHz頻譜提供的容量和覆蓋范圍，從而使這些地區(qū)的家庭用戶享受到類似光纖的速度。此外，垂直領(lǐng)域企業(yè)網(wǎng)絡(luò)將需要大約150MHz的毫米波頻譜。
為了確保到2030年有足夠的網(wǎng)絡(luò)容量，GSMA建議各國監(jiān)管機構(gòu)需提供5GHz或更多的毫米波頻譜;同時，政府應該對所有5G頻段的頻譜釋放和分配采取全盤著眼的方法，確保運營商有一個明確的分配路線圖;另外，還需要考慮到5G達到峰值時的頻譜需求，在大多數(shù)國家這個時間點可能在2025-2030年期間。
面對未來愈發(fā)復雜的5G網(wǎng)絡(luò)需求情況，運營商若想要在覆蓋范圍和性能之間取得理想的平衡，就必須均衡使用高中低頻段頻譜，對其各取所長，針對不同場景采用最合適的技術(shù)，從而在確保網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的同時實現(xiàn)成本降低。
