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手机频段为何影响5G网络互通

来源:科技日报2020-10-23 09:44

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  10月14日凌晨,苹果发布了最新款的iPhone 12系列手机,虽然在外形设计、应用材料、芯片上都有升级,但是iPhone 12 Pro的5G功能在中国不能使用,这让国内很多消费者大惑不解,难道美国的5G与中国的5G不一样?

  全球5G网络频段主要分为 Sub-6GHz 和毫米波(mmWave)两大范围,目前我国主要采用的是Sub-6GHz。iPhone 12 Pro与iPhone 12在使用频率上分别是5G(mmWave)与5G(sub-6GHz)。

  根据3GPP (成立于1998年12月的多个电信标准组织)R15版本的定义,5G NR(NR即“空口”,基站和手机之间通过电磁波在空气中传播)包括两大频段范围,5G频谱分为FR1和FR2两个区域,FR是频率范围。FR1从450MHz到6000MHz,频谱号从1到255,Sub-6GHz指的就是这个频段。FR2从24250MHz到52600MHz,频谱号从257到511,通常指毫米波,尽管严格上来说,毫米波讲的是30GHz以上的频段。那这两个工作频段的本质区别是什么呢?

  我们在初中物理课上就学过光速等于波长乘以频率的计算公式,在一般的环境中,光的速度是不变的,那么频率和波长的关系就是此消彼长的相互关系。

  毫米波频谱的5G网络,因为工作频率很高,所以带宽相对更大,这样频谱下的基础设备,能够提供千兆级别的速度和极低延迟的连接,使文件的传输速度会非常快。但是由于毫米波的波长很短,就会导致信号对物理障碍物具有极高的敏感性,穿透效果不好,可能一堵墙挡着,你的手机或者其他5G设备就出现信号弱或无信号的现象。为了解决毫米波的弱点,就需要建设更多的基站部署5G网络,这样就会导致建设成本过高。

  sub-6GHz频谱的5G网络,相比毫米波频谱的5G网络,在传输速度上会慢很多,与4G网络相比就像4G的加强版。但是sub-6GHz的优点在于这个频谱的波长可以更好地穿透墙壁和建筑物,大大加强信号的稳定性。另外在建造上也远远小于毫米波频谱的5G网络的基站建设量,在建造成本上有非常大的优势。我国部署5G网络目前主要都工作在sub-6GHz这个频谱范围内。

  那为什么iPhone 12 Pro的5G 功能不能在中国使用呢?这是因为美国的政府及军事领域上已经占用了sub-6GHz频谱的5G网络,社会应用只能更多地选择毫米波频谱的5G网络,而我国的5G网络使用的是sub-6GHz,所以iPhone 12 Pro在中国暂时不能使用。

  因为各个国家的5G部署的工作频段不尽相同,所以苹果2020年的iPhone 12 Pro手机将根据发售地区不同,针对性地支持不同的5G网络也无可厚非。

  目前来看,我国应用毫米波的意义不大,但是随着时间的发展,国内重点城市人口越来越密集,未来把毫米波应用在热点地区,在一些投入产出比最高的地方,给部分热点地区增加容量也是不错的选择。

  (李 凯 作者系北京联通高级工程师、运维线C级战略人才 )

[ 责编:涂子怡 ]
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