5G|Sub-6GHz、毫米波之争:中美5G为何分道扬镳?

全球5G网络频段主要分为Sub-6GHz和毫米波(mmWave)两大范围 。中国目前主要发展的是基于Sub-6GHz频段的5G网络 , 而美国则主推的5G毫米波网络 。
此前网上有观点认为 , 这是中美两国在5G技术路线选择上的对抗 。另有观点认为 , 美国的5G毫米波技术注定失败 , 中国已放弃5G毫米波 。
但是事实上并非如此 。
5G|Sub-6GHz、毫米波之争:中美5G为何分道扬镳?
文章图片
Sub-6GHz和毫米波这两种技术并不是竞争关系 , 而是互补关系 。
5G毫米波频段拥有从24GHz到100GHz范围的超大带宽 , 使得其具有更高的上下行速率、更低时延和灵活弹性空口配置等独特的优势 , 可以有效满足未来无线通信对于系统容量、传输速率和差异化应用等需求 。
但是 , 5G毫米波也有着一些劣势 , 比如毫米波的信号大气中传播容易受氧气吸收、空气湿度、雨雪雾天气的影响 , 信号易衰减 , 同时毫米波信号的穿透力差 , 易受物体阻挡 , 而这些因素也进一步导致了毫米波信号覆盖范围小等问题 。
相比5G毫米波 , Sub-6GHz虽然在高速率、低时延、海量连接等特性上要比5G毫米波频段弱 , 但是其在信号衰减、穿透力、覆盖范围等方面要更具优势 。
这也意味着 , 要想实现同样广泛的5G信号覆盖范围的情况下 , Sub-6GHz的5G基站部署密度要更低 , 所需的基站成本也可以更低 。
简单总结来说 , Sub-6GHz频段来可以实现更远的传输距离 , 实现5G网络的更广的覆盖 , 而5G毫米波频则适合对于高上下行速率、低时延、海量连接场等特性要求较高的景下的需求 。
那么为何中国会选择优先部署Sub-6GHz网络 , 而美国则选择了部署毫米波网络呢?对于这个问题 , 我们需要从中国与美国不同的国情以及产业差异性上来分析 。
人口密度差异带来的成本效益差异
中国虽然拥有960万平方公里的国土 , 但是却拥有14亿人口 , 除了西藏、内蒙、新疆等少数省份属于地广人稀之外 , 其他的省份的人口密度都不低 。
而美国国土面积为937万平方公里 , 人口只有约3.33亿人 , 人口密度只有中国的不到1/4 。
并且 , 美国的人口主要聚集在东西海岸及南部的少数州(主要是加利福尼亚州、德克萨斯州、佛罗里达州、纽约州和宾夕法尼亚州) , 广大的中部地区更可谓是地广人稀 。
在此背景之下 , 中国选择Sub-6GHz频段能够更快的推动5G网络实现大范围覆盖 , 能够让更多的用户都能更快用上5G网络 , 有了更多的5G用户的支持 , 则可以加速推动5G技术的应用 , 显然这也更为符合经济效益 。
如果美国也先选择Sub-6GHz频段来做大范围的覆盖 , 即便是能够与中国一样的进行大规模的5G组网投入 , 那么其所能够覆盖的人群也只有不到中国的1/4 , 显然这笔账对他们来说是不划算的 。
即使是原有的4G网络覆盖上 , 美国的运营商也主要是覆盖人口密集的区域 , 在人口稀疏的地区4G网络覆盖也较差 。
因此 , 在5G的发展上 , 美国运营商选择优先发展毫米波频段 , 对美国主要城市的重点区域进行覆盖 , 而且通过毫米波能够充分发挥5G特性 , 可实现单位基站支持更大数量的用户的高速率需求的接入 。
光纤网络基础设施差异
正是由于美国地广人稀 , 再加上一些历史和美国国情的原因 , 美国的光纤部署程度远低于中国 。
研究数据显示 , 2019年 , 中国的光纤渗透率已高达86%(根据工信部最新数据显示 , 中国光纤接入用户占比已达到92%) , 美国仅为25% 。而中国完善的光纤网络等基础设施 , 则有利于Sub-6GHz网络的部署 。
5G|Sub-6GHz、毫米波之争:中美5G为何分道扬镳?
文章图片
目前部署Sub-6GHz网络 , 大量的Sub-6GHz基站与核心网之间就需要大量的光纤连接 , 对于原本光纤网络基础设施就不完善美国运营商来说 , 这将是一笔巨大的投入 。
再加上美国的土地是私有制的 , 这也意味着在地下铺设一条光纤网络 , 需要与所有的在这条线路上的土地所有者进行商谈并达成协议 , 获得线路所经过位置的使用权 。这也将会带来很大的建设成本上升 , 与部署时间的增加 。(看过电影《蜂鸟计划》的应该不难理解)


推荐阅读