国家发文,毫米波的“黄金时代”到了?

通信资讯馆 2023-02-02
2800 字丨阅读本文需 7 分钟

近日,工业和信息化部发布《关于微波通信系统频率使用规划调整及无线电管理有关事项的通知》(工信部无〔2022〕176号,以下简称《通知》),对我国微波通信系统频率使用规划进行优化调整(《通知》全文及解读附后)。《通知》将于2023年2月1日起施行。

一、《通知》的主要内容

一是明确频率范围和射频波道配置方案。《通知》对微波通信系统可用频率进行调整,调整后微波通信系统可使用频率为4500-4800MHz、7125-7725MHz、7725-8500MHz、10.7-11.7GHz、12.75-13.25GHz、14.5-15.35GHz、21.2-23.6GHz和71-76/81-86GHz,同时规定了更灵活的波道带宽配置。

二是明确频率使用许可权限和使用率要求。《通知》明确微波通信链路涉及三个及以上省(区、市)以及跨境微波通信系统,由国家无线电管理机构实施频率使用许可;其他情形由各地无线电管理机构实施频率使用许可。使用微波通信系统频段占用度不得低于80%,年时间占用度不得低于60%。

三是明确微波站管理要求。《通知》明确微波站设置、使用许可由各地无线电管理机构实施。遇有危及国家安全、公共安全、人民生命财产安全的紧急情况或者为了保障重大社会活动的特殊需要,可以不经批准临时设置、使用微波站,但应当于48小时内向微波站所在地无线电管理机构报告,并在紧急情况消除或者重大社会活动结束后及时关闭。

四是明确无线电发射设备要求。《通知》明确了微波通信系统无线电发射设备管理要求和射频技术指标,对相关设备型号核准事宜提出要求。

五是明确频率协调事宜。《通知》明确了涉及与边境地区有关国家(地区)双边协调、与空间无线电业务协调及军地协调的有关工作要求。

六是提出微波频率规划调整过渡期内的有关工作要求。《通知》明确自施行之日起,各级无线电管理机构不再受理和审批与《通知》频率使用规划不一致的微波通信系统无线电频率使用和微波站设置、使用新的许可申请。已依法设置、使用但与《通知》频率使用规划不一致的微波站,在无线电频率使用期限或无线电台执照有效期届满后需要继续使用的,仍可向作出许可决定的无线电管理机构依法提出频率使用延续申请和更换无线电台执照申请,直至原设备报废为止。

二、5G毫米波正在搬进现实

众所周知,由于5G建设和运维成本的成倍增加,想要按时保质的完成5G覆盖任务,运营商们不得不“另辟蹊径”,寻找更具性价比的建网组网模式。

除了借助优质低频700MHz和900MHz频段资源降低建网运营成本外,早先被提及的5G毫米波也被视为缓解网络拥堵痛点的“好搭档”。

相比目前在建的5G基站,5G毫米波具有400兆、600兆丰富的频谱资源,RTT环回低于4毫秒的时延和小巧便捷的外观,意味着我们能够用上更高速率、更低时延的网络,上网的体验也会有质的飞跃。

但毫米波是属于较高频率的无线电频段,容易被遮挡且传播损耗更大,加上如今毫米波组网和业务能力尚未得到进一步验证,设备体系并不完善,因此围绕5G毫米波的应用也在近年来争议不断。

近日,工信部发布了关于微波通信系统频率使用规划调整的通知,指出通过新增毫米波频段大带宽、优化中低频段既有微波通信系统频率和波道带宽,来满足5G基站等高容量信息传输的场景需求。

作为5G的重要组成部分,5G毫米波拥有更高阶的容量、速度和时延,因此在远程控制、自动驾驶等行业领域里,它的应用场景十分丰富。

对消费端的应用来说,VR/AR等设备则需要更大的带宽和更低的时延以满足用户的沉浸式体验,像VR视频的分辨率在8K以上,网络传输的时延则需控制在7ms以内

GSMA报告指出,5G毫米波未来将在虚拟现实、智能网联、远程操作等维度作为核心接入技术之一落地,预计在2034年之前,国内使用5G毫米波频段所带来的经济收益将达到约1040亿美元。

三、5G毫米波产业链有望爆发

相对于中低频段而言,毫米波具备频率高、大带宽、低时延、容纳用户量大等特性,成为适合部署到大型活动场所、企业办公、交通枢纽、固定无线接入和工业制造等领域的关键。近几年,已有企业和消费者的终端设备及基础设施产品支持毫米波部署,5G毫米波的商用化更是早已拉开帷幕。

GSMA在《5G毫米波技术白皮书》中提到,当前5G毫米波产业发展生态已经比较完整,具备部署和商业化的条件,产业链各环节潜能巨大。目前,如华为、中兴、爱立信、中信科、诺基亚贝尔等主流的移动通信设备提供商都已经推出了支持5G毫米波的基站设备,部分厂商已经开始销售第二代或者第三代产品,终端设备厂商也发布了大量支持5G毫米波的产品,在芯片方面,高通、海思、三星、联发科均部署了毫米波芯片。

事实上,中国的5G毫米波商用早已排上日程,早前2020年8月底,中国联通就已经公布了5G毫米波的发展时间表。按照规划,2021年3月完成测试和方案评估,完成毫米波端网协同互通测试,当年6月完成相关体育场馆设备部署,完成毫米波应用产品体验部署。

产业链的普遍观点认为,中国会在2022年实现5G毫米波商用,然而这一预测并没有应验。当前,我国尚未向运营商提供毫米波频谱进行商业部署,一直没有下发毫米波牌照,很大程度上也是为了能够更加稳健的发展毫米波产业。

相比于欧美等国,我国5G毫米波产业链成熟度相对落后。具体来说,表现在毫米波设备形态单一、功能和性能尚不满足5G组网需求、5G毫米波芯片和终端型号较少、覆盖种类和形态不够丰富这几个方面。其中,阻碍因素主要来自于高频器件,包括:高速高精度的数模及模数转换芯片、高频功率放大器、低噪声放大器、滤波器、集成封装天线等。

不过,近年来我国一直在大力支持5G毫米波相关产业的发展。如2021年11月,工业和信息化部批复组建国家5G中高频器件创新中心,围绕5G中高频器件领域重大需求,聚焦新型半导体材料及工艺、5G中高频核心器件、面向射频前端的硅基毫米波集成芯片等三大研发方向,支撑我国5G中高频器件产业创新发展。据GSMA预计,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,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。

四、我国可能“后发先至”

不过,虽然在中国5G毫米波尚处于试验测试阶段,但是在全球部分国家和地区,毫米波早已实现商用。据悉,北美、亚太、欧洲等多个区域都已经进行了毫米波频段的频谱分配,如德国、英国、意大利、韩国、澳大利亚等已开展毫米波商用部署。根据GSA的数据,近10%的5G终端设备与毫米波兼容,全球有118家运营商持有该频段的许可证。高通也指出,欧洲已有14个国家提供毫米波频段,预计未来还会有更多的国家提供。就中国而言,已经实现了Sub-6频段的5G商用,目前正在规划5G毫米波的商用。

不过,在这些国家中,5G毫米波的发展也并非那么一帆风顺。到目前为止,韩国运营商LG U+已建设1868台5G 28GHz基站设备,SKT有1605台,KT有1586台,三家运营商的毫米波基站建设完成率仅为10.6-12.5%。而且当前韩国70%的移动用户仍在使用4G网络,5G用户的比例约为24%。鉴于此,去年11月18日,韩国科学和信息通信技术部就宣布取消运营商KT和LG U+的5G 28GHz频段频率分配,SKT的28GHz毫米波使用期限也被缩短为6个月,如果在今年5月底前无法建成15000台28GHz 5G基站设备,同样将被吊销28GHz频谱牌照。

由此看来,5G毫米波的发展也不可操之过急,移动通信作为“长坡厚雪”的行业,今后的研究还将向更高的频率进行拓展,甚至是太赫兹或者是可见光领域都有可能,我国用时间换取产业的稳健发展和使用场景的拓宽也不失为一种良策。

文章来源: 通信瞭望,物联网智库,工信微报

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