优化存量“用地”,频谱池化迎来新进展

作者:赵小飞

物联网智库 原创

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导 读

无线电频率就像土地一样,承载着移动通信大厦的建设,每一代新的通信技术商用中首要面对的是可用无线电频率稀缺的问题,因此产业的发展也伴随着不断地开辟新频谱和优化存量频谱的过程,当前5G的发展更为突出。

一个城市人口不断增加,要盖更多房子,面临的首要最大问题是可供盖房的土地有限,解决这个问题无非是开辟新的建筑用地和优化存量建筑用地两个方向。移动通信的发展也是类似,无线电频率就像土地一样,承载着移动通信大厦的建设,每一代新的通信技术商用中首要面对的是可用无线电频率稀缺的问题,因此产业的发展也伴随着不断地开辟新频谱和优化存量频谱的过程,当前5G的发展更为突出。

本周,业界最大的事件当属在上海举办的世界移动通信大会(MWC)了。因为疫情原因,2020年这一全球ICT产业影响力最大的盛会停办,本次重新重装亮相,也让全球5G产业界过去一年多时间里压箱底的成果获得一个集中展示的舞台,这其中也少不了5G建设无线电频率使用的成果。当然,成果所聚焦的仍然是开辟新的“用地”和优化存量“用地”。

开辟新的“用地”,非毫米波莫属

本次MWC的一个亮点是5G毫米波展区,由中国联通和GSMA主办,高通公司支持,中兴、华为、OPPO、紫金山实验室等39家公司共同参与。

众所周知,当前我国5G网络建设主力在中频段,即中国移动的2．6G+4．9Ghz,中国电信和中国联通的3．5Ghz,今年中国广电将在700MHz频段上启动5G网络建设,中低频组网格局已经形成。然而,即使无线电管理部门有再高明的辗转腾挪手段,也无法改变中低频段频率数量有限的现状,所以向着还未开发、资源丰富的毫米波频段进军是一条必走的路径。正如一个城市老城区仅有有限的住房建筑面积,要盖新的房子,城市管理者需要去开发新城区的土地一样。

虽然5G的频谱效率相对4G已得到数倍提升,但要达到5G所设定的KPI,还是需要更多频率资源才能实现,尤其是5G高速率、大带宽、低时延的目标。运营商在中频段获得的频率带宽有限,如中国电信和中国联通分别在3400-3500Mhz和3500-3600Mhz两个频段上拥有100MHz,双方共建共享后通过频率共享也只有200M带宽;中国移动在2515-2675Mhz频段有 160M带宽和 4800-4900Mhz频段有100M带宽,而且不是连续带宽;中国广电虽然拥有700MHz黄金频段,但在这一频段仅有60M带宽的资源。

显然,中低频段带宽资源的现状无法满足5G关键性能指标要求。5G要达到数十Gbps峰值速率,100Mbps-1Gbps的体验速率,每平方公里数十Tbps的流量密度,最低1毫秒的空口时延,这些KPI仅靠技术提升远远达不到,还需要占用更多频率带宽资源。正如一个城市人口处于高速增长期,仅靠存量建筑用地上增加单位面积楼层远远解决不了人口对住房需求一样,还是需要更多土地供应。

早在2020年3月,工信部发布《关于推动5G加快发展的通知》中就提出了适时发布部分5G毫米波频段频率使用规划,结合国家频率规划进度安排,组织开展毫米波设备和性能测试,为5G毫米波技术商用做好储备。GSMA在其发布的《5G毫米波在中国的机遇》研究报告中提出建议:对于毫米波频谱,中国监管机构应考虑为每个运营商分配约 1 GHz带宽的连续频谱,以此为数据密集型应用的额外需求提供支持。

在毫米波的经济贡献方面,GSMA预测到2034年,在中国使用毫米波频段所带来的经济受益将产生约1040亿美元的效应,这大约占亚太地区毫米波频段预估贡献值的一半。

2034年亚太各国5G毫米波经济贡献(单位:十亿美元,来源:GSMA)

考虑到5G毫米波对中国GDP的预期贡献,垂直行业领域中的制造业和水电等公用事业是目前可见贡献最大的行业,占贡献总数的62%;其次是专业服务和金融服务,占12%;信息通信和贸易占10%。考虑到中国在全球制造业中的重要性,制造业在中国GDP中的主导地位是可以预期的。随着5G毫米波的使用不断增长,这种经济优势加上5G毫米波的众多潜在工业应用,将为垂直行业对GDP的重大影响做出贡献。

中国5G毫米波对垂直行业的经济贡献(来源:GSMA)

毫米波经济贡献明显,而且在5G正式商用1年多,基础设施建设和应用落地加速的背景下,业界对5G毫米波的商用呼声越来越高。本次MWC上各方再次表达了这一观点,包括毫米波效率提升、产业链已成熟等。

大型体育赛事既是新技术的秀场,更是阅兵场,2022年冬奥会或许是一个5G毫米波商用的较好契机。在冬奥会期间,观众、媒体转播者、赛事组织和参与者等将会通过5G来体验“科技冬奥”。根据中国联通透露的消息,目前已规划了5G+8K广播级视频上下行传输、5G混合现实智慧雪场、5G自由视角赛事直播等,届时高清视频转播和摄像、360度全景、AR/VR、场馆AI视频监控等将落地,这些场景仅靠中低频无法支撑,毫米波必须发挥作用。

对于5G来说,开辟新的“用地”,当前主要是开发毫米波并充分发挥其性能。