工聯網消息(IItime) 春節假期前夕,工業和信息化部批復同意相關基礎電信企業在哈爾濱亞冬會期間使用26GHz頻段的5G毫米波試驗頻率,圍繞8K轉播、通感一體、高中低頻段協同組網等開展技術驗證。利用亞冬會這樣的大型體育賽事進行毫米波5G的技術試驗,實現應用場景需求與系統技術特性的完美契合,有助于國內產業界積累毫米波5G系統的部署和應用經驗,促進毫米波5G產業鏈的成熟發展。
哈爾濱亞冬會已經不是毫米波5G 技術第一次與大型冬季運動會結緣。在2018年的韓國平昌冬奧會上,當時還處于技術開發和試驗階段的毫米波5G系統就已被用來提供360度互動式高清視頻、虛擬現實、自動駕駛等服務。根據韓國電信運營商KT的統計,在冬奧會的兩周時間內,毫米波5G系統共承載了3800TB的數據,實現了3.5Gbit/s的峰值速率。毫米波5G在冬奧會期間的表現也促使部分先發5G運營商對毫米波頻段寄予厚望,希望利用毫米波頻段的超大帶寬提供革命性的移動寬帶體驗。
可以說,大型體育賽事已經成為 展示通信新技術的重要平臺,相信哈爾濱亞冬會也將如平昌冬奧會一樣,成為推動毫米波5G產業發展的一個重要里程碑
角色與定位:毫米波5G的成功要素
以Verizon為代表的美國運營商自2019年起即開始部署毫米波5G系統。在商用服務中,毫米波5G系統充分展現了其大帶寬、高速率的特點。互聯網測試公司Ookla于2021年底所做的網絡測速顯示,美國市場上毫米波5G系統輕載時的下載速率中位值可達1.9Gbit/s。
但在實際網絡部署的過程中,毫米波5G也逐漸暴露出覆蓋范圍有限的固有短板。OpenSignal于2021年中所做的網絡測試顯示,在毫米波5G商用接近兩年之時,Verizon 5G用戶實際接入毫米波5G網絡的時間占比仍不足1%。如此低的覆蓋比例影響了毫米波5G的實際用戶體驗,也制約了運營商實現商業變現的能力。
因此,在獲得C頻段的中頻5G頻譜資源之后,美國主要運營商均開始以中頻段為核心構建5G網絡,形成高(毫米波)、中(C頻段)、低(Sub-1GHz)頻段相結合的立體5G組網,其中毫米波頻段主要用于熱點區域覆蓋。例如在最近舉行的美式橄欖球超級碗比賽中,美國三大運營商均在比賽場館及周邊地區大規模部署了毫米波5G系統,Verizon更是鼓勵用戶不要使用場館內的Wi-Fi系統,而是盡可能使用毫米波5G網絡,從而獲得有保證的網絡體驗。
此外,毫米波5G系統能夠媲美光纖寬帶的用戶體驗,以及無線通信系統部署快捷簡便的特點,也促使運營商將其應用于FWA(固定無線接入)領域。相比光纖部署高昂的成本、冗長的施工過程,或是4G FWA系統不盡如人意的用戶體驗,基于毫米波5G的FWA已經成為北美運營商發展家庭和企業寬帶業務的有力工具,取得了相當的市場成功。自2022年中以來,5G FWA已經成為美國家庭寬帶市場上新增用戶的最主要來源。
除了公眾網絡之外,隨著德國、日本等國監管機構為企業用戶分配專用5G頻譜,支持其5G專網部署,毫米波頻段也進入了企業5G專網應用領域。毫米波5G系統大帶寬、低時延的特點,尤其是超高的上行帶寬能力,特別適用于網聯機器人、工業自動化等場景。例如,德國電信就利用德國監管機構為企業分配的26GHz專用頻段,為柏林沃納·馮·西門子工業科學中心部署了3.7GHz與毫米波頻段雙頻協同的5G園區專用網絡,其中毫米波5G高達2Gbit/s的上行帶寬在實現網聯機器人的機器視覺應用中發揮了關鍵作用。
目前,日本監管機構已累計為5G 企業專網應用在28GHz頻段分配了900MHz的頻譜資源,截至2024年4 月,共發放了27張毫米波5G專網牌照。
而德國監管機構為毫米波企業專網分配了更大的帶寬,在24.25GHz—27.5GHz頻段總計高達3.25GHz,截至2025年2月已有24家德國企業或科研機構獲得了毫米波5G專網牌照。
由此可見,毫米波5G確實能夠滿足特定垂直行業應用的需求,有助于推動企業和社會的數字化轉型。但業界也必須認識到,毫米波頻段固有的局限在行業應用中也同樣存在。相比以C頻段為代表的中頻段頻率資源,企業用戶對毫米波頻段的申請與使用仍較為謹慎,從德、日兩國企業用戶申請的不同頻段專網牌照數量(見表1)即可看出。
表1 德、日兩國5G專網牌照發放數量及對應頻段
數據來源:日本MIC,截至2024年4月;德國BNetzA,截至2025年2月
由此我們可以發現,無論是公網部署還是專網應用,毫米波5G都是一項特色鮮明、優點與短板同樣突出的技術。只有揚長避短、找準定位,與其它頻段形成有效協同,毫米波5G系統才能實現商業成功。同時,充分利用最新的技術方案,開拓新的業務場景、提升網絡能力也是助力毫米波5G成功的重要手段。
拓毫米波5G新的發展空間
在大 型體育賽 事中,一方面,觀眾、運動員、賽事工作人員等人流密集且有大量數據上傳下載的需求,容易對網絡容量產生巨大沖擊,而毫米波5G系統高速率、大帶寬的特點恰好可以滿足此類需求;另一方面,綜合性運動會的賽事活動往往聚集于有限區域,大范圍高速移動的需求較少,有效規避了毫米波頻段傳播損耗大、覆蓋范圍小的不足。而大型體育賽事所必需的電視轉播、安全保障等任務,又為探索毫米波5G的新能力和新應用創造了機會。
隨著移動通信技術的演進,通信感知一體化能力已成為5G-A乃至未來6G系統的一項重要特性。毫米波頻段波長短、定位精準、分辨率高的特點,可為5G系統實現高精度感知提供助力,支撐運營商將傳統單一任務的移動通信網轉變為多功能的數字基礎設施,進而開拓新的發展空間。
此次亞冬會期間,基于無人機的安防、物流等應用展現了低空經濟的巨大潛力,而中國聯通利用毫米波5G系統的通感一體化能力和基站大規模天線陣列技術,顯著提高了5G系統的空間分辨率和信號處理能力,成功實現了對無人機的多機型復雜軌跡識別,有效保障了外場低空安防和低空物流等應用,并展現了毫米波5G系統在低空經濟中的重要作用和潛在商機。
可以說,亞冬會的技術試驗為毫米波5G在國內的商業部署指出了可行的方向。熱點地區擴容和支持通感一體等新型業務有望成為未來一段時間國內運營商對毫米波5G系統的重點探索方向,并成為早期商業部署的主要業務場景。同時,從毫米波5G在亞冬會的應用,也可以看到毫米波5G與垂直行業應用結合的機會。正如在德國、日本等先行國家展現出的——基于毫米波頻段的5G專頻專網部署能夠更好地滿足企業對于低時延、高可靠及數據安全的需求,助力企業的數字化轉型。
在推進毫米波5G發展的過程中,還需要正視其在網絡覆蓋等方面的不足,無論是面向運營商的公眾網絡,還是面向企業的專頻專網部署,都需要充分利用高中低頻段的頻譜資源,引入宏站、微站等多樣化站型,以及智能超表面等新型設備,實現分層立體組網和不同頻段間的有效協同,才能揚長避短,將頻譜使用效率最大化。
同時,相比中低頻段的5G系統,毫米波5G在技術實現復雜度和供應鏈成熟度等方面均面臨更多的挑戰。而通感一體等新能力的引入,又使毫米波5G系統有可能進入新的業務領域,面對全新的市場環境和政策體系。這就要求政府層面有更為清晰透明的政策引導,使產業鏈上下游能夠合理規劃,合力推動毫米波5G產業鏈的健康發展。
毫米波未來展望
經過毫米波在哈爾濱亞冬會的成功實驗,我們有理由相信毫米波5G將在國內市場迎來新的春天。依托龐大的市場規模和活躍的創新生態,我國產業界也有望將國內市場的技術、業務及模式創新帶向全球市場,進而推動全球毫米波5G發展進入新階段。
*本文刊載于《通信世界》總第962期 2025年2月25日 第4期