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应用场景加速落地 5G毫米波走向大规模商业化

  5G技术正在走进更多普通人的生活。除了已经开始普及的5G智能手机之外,5G毫米波技术的应用场景也在加速落地,未来毫米波还可与高清视频、AR/VR、工业互联网、车联网等高性能需求的下游应用协同发展。

  专家表示,5G毫米波作为先进的网络通信技术,在特定场景下的商业化两年内将会加速,但若要大规模推广,至少需要3~5年时间。

  效率大幅提升

  在日前上海举行的2021年MWC世界移动大会上,5G毫米波展区成为展商聚焦的热点。

  第一财经记者在现场采访时了解到,明年冬奥会的滑雪场上都将部署5G毫米波传感器以及5G基站,届时将为观众提供自由视角的直播和观赛体验。

  “采用5G毫米波一方面可以降低延时,观众看到的实时直播画面几乎和比赛是同步进行的,这得益于5G毫米波更高的传输速度和更低时延网络。”5G毫米波展区一位现场的中国联通工作人员向第一财经记者介绍道,“另一方面由于频段受到的干扰更少、容量更高,这可以提升智能终端间互联互通的效率,为观众打造更完美的万物互融智能家居体验。”

  今年大会也是5G毫米波展区首次亮相,由中国联通高通、华为、OPPO、爱立信、上海贝尔、紫金山实验室等参展商带来5G毫米波客户前置设备(CPE)速率演示、5G+AR雪景拍照、5G混合现实智慧雪场、5G自由视角/多视角赛事直播、360度全景高帧率视频传输等应用场景演示。

  以5G自由视角/多视角赛事直播为例,助高清直播摄像机和运动员头盔实时拍摄上传的多角度画面,自由视角直播可360度自主滑动选择视角观看比赛,还可放大比赛细节;多视角直播则可同时观看赛场上运动员和裁判员等各方反应,且画面帧同步无时延。

  5G网络主要使用中低频的FR1和高频的FR2,FR1频段的频率范围是450MHz-6GHz,又称sub 6GHz频段;FR2频段的频率范围是24.25GHz-52.6GHz,通常被称为毫米波,平均下载速率约为6GHz的4倍,约是LTE的20倍。

  目前国内落地的5G网络主要为6GHz以下的低频网络,在5G初期对网络性能和容量不高的情况下,低频方案可以快速扩大5G网络范围,推动5G渗透率的提高;而伴随着5G毫米波技术的发展,5G网络商业化开始逐渐从低频先行向毫米波演进。

  展望下一阶段5G网络的发展,业内预测,随着高容量、高速率、低时延业务发展,通信频段必然向毫米波方向延伸。

  中国移动运营商表示,在频谱、标准和产业的支持下,毫米波已经取得积极的商业化进展,到2022年,5G毫米波将具备规模化的商用能力。

  产业链已成熟

  业内的乐观预计是基于目前已经趋于成熟的毫米波产业链。

  5G产业链包括上游的电子、光模块、光纤光缆、基站天线等,主要设备厂商及上游的元器件厂商有望最先受益。2021年,伴随着5G基础设施覆盖率的提升和5G终端的普及,5G新基建带来更多商业机会,包括下游应用端。

  在5G技术主要的基站方面,华为、中兴、爱立信、中信科、诺基亚贝尔均已推出了毫米波基站产品;在终端方面,已有毫米波商用智能手机推出;而在芯片方面,高通、海思、三星、联发科均部署了毫米波芯片。在系统方面,截至2020年8月数据显示,全球22家运营商在全球范围内部署了毫米波5G系统。高通公司中国区董事长孟樸在MWC大会上透露,全球已有超过130家运营商正在积极投资应用毫米波技术。

  根据MWC主办方GSMA去年9月发布的一份《5G毫米波技术白皮书》,5G毫米波作为高速接入、工业自动化、医疗健康、智能交通、虚拟现实等方面的核心赋能技术之一,预计将在2035年前对全球GDP做出5650亿美元的贡献,占到5G总贡献的四分之一;到2034年前,在中国使用5G毫米波频段所带来的经济收益将达到约1040亿美元。

  我国走在5G技术发展的最前沿,目前第一轮5G网络建设已基本落地。

  2月23日,工信部副部长刘烈宏在MWC开幕式上透露,截至目前,中国对5G网络建设的累计投资规模已经超过了2600亿元。有研究机构预测,到2025年,中国5G网络建设累计投资将会超过1.2万亿。

  公司方面,中兴通讯的毫米波基站系统已完成全球首家毫米波OTA测试,验证了5G毫米波基站和终端的功能、性能一击互操作。2020至2021年,中国将继续开展典型的场景应用验证,比如爱立信和OnePlus手机完成对5G毫米波商用系统和商用智能手机端到端测试;OPPO与爱立信联合测试了5G毫米波商用系统与商用CPE的端到端测试。

  大规模部署至少3~5年

  业内预计,毫米波技术的发展将有望带动下一轮5G资本开支高峰。目前国内掌握毫米波芯片的企业并不多,和而泰子公司铖昌科技是国内微波毫米波芯片领域为数不多的参与核心技术研发的民营企业,其他芯片相关领域的参与者还包括盛路通信等;参与5G毫米波天线技术开发的企业包括硕贝德移远通信信维通信立讯精密等;此外,国内还有众多5G通信模组提供商,包括广和通美格智能华脉科技易德龙中航电测精测电子奥士康等。

  不过专家表示,尽管5G毫米波应用前景可观,但仍不乏挑战。

  Gartner分析师刘轶对第一财经记者表示:“过去几年5G毫米波曾出现过一波热点,但人们发现它的信号覆盖不够好,价格高昂,并且不适合大面积的广泛覆盖场景。经过这两年技术的发展提升,人们可能找到更加合适的应用场景,而且成本有所降低,所以5G毫米波又被推上了风口。”

  目前的5G毫米波基站的部署主要用于室外场景,比如已经在矿山、港口、制造业等应用领域开始规模化的推广。

  IHS研究预测显示,伴随5G在各行各业的渗透应用,到2035年5G将创造全球经济总量5.1%的经济产出,达到13.1万亿美元的经济价值;2035年5G创造的经济产值中,工业制造将占据36%的份额,达到4.7万亿美元经济价值。

  “如果5G毫米波只是聚焦在一些特定的场景,比如园区网络、热点补盲补热、智慧工厂等等,那么普及速度可能会在两年内加速。”刘轶对第一财经记者表示,“但是如果要作为大规模部署的公共网络,那么还需要去解决覆盖、耗电、生态系统完善等问题,至少还要3~5年。”

  在GSMA(全球移动通信系统协会)的《5G毫米波技术白皮书》中,针对5G毫米波的覆盖优化、移动性管理、产品复杂性以及毫米波与中低频的共存等实际挑战提出解决方案。针对覆盖方面的问题,GSMA提出可以利用小蜂窝技术small cell。小蜂窝技术基站的部署场景更加广泛,可以有效解决毫米波基站部署难的问题。

  GSMA还指出,5G毫米波和中低频的sub 6GHz具有各自不同的性能优势,它们之间可以互相配合补充,从而实现5G完整和最优的用户体验。

(文章来源:第一财经日报)

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