歐美日韓爭相占坑的毫米波，真能喜提5G “海景房”嗎？

原標(biāo)題：歐美日韓爭相占坑的毫米波，真能喜提5G “海景房”嗎？

5G要發(fā)展，頻譜需先行，想必已經(jīng)是業(yè)界共識了。

相信絕大多數(shù)關(guān)注5G進(jìn)展的人，一定無法忽視一個(gè)名詞，那就是“毫米波”。

作為5G通訊頻率最具想象空間的頻段，“毫米波”迅速火遍全球。給大家梳理一下各國關(guān)于“毫米波”的最新動(dòng)向：

得益于“課代表”特朗普的勤奮催促，去年11月，美國率先釋放并完成了三個(gè)高頻頻譜的拍賣工作，并宣布集中重點(diǎn)發(fā)展28GHz毫米波。AT&T、Verizon、Sprint、T-Mobile等運(yùn)營商也開始大力購買高頻頻譜；

韓英德等國也相繼完成了高頻頻段的頻譜拍賣，日本也將于今年3月分配和美韓波段一樣的高頻段毫米波頻譜。

而中國則在去年確定了高中低頻段聯(lián)合組網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案，并完成中頻段頻譜的劃撥，關(guān)于毫米波優(yōu)先研究的規(guī)劃意見也已經(jīng)啟動(dòng)。

不難發(fā)現(xiàn)，大家對5G的期許都離不開“毫米波”的部署，英美等國更是紛紛對高頻段給出了“跳樓優(yōu)惠價(jià)”（低頻譜價(jià)格要貴48%左右），試圖吸引更多人投身高頻段研發(fā)的星辰大海。

更有無數(shù)評論者用地產(chǎn)理論來形容“毫米波”的重要性，發(fā)出“毫米波就是5G黃金地段”的高呼。

如此強(qiáng)勁的勢頭之下，大家很容易產(chǎn)生一種在看“巔峰豪宅”“臻品稀缺”式樓盤廣告的錯(cuò)覺：毫米波，5G的價(jià)值洼地，再不出手就晚了！事實(shí)果真如此嗎？

我們不妨用一篇文章剝開毫米波神秘的外衣，看看這朵5G頻譜的“高嶺之花”，究竟是虛火還是金礦？

什么是毫米波？

我們先來了解一下，集寵愛于一身的毫米波，究竟有何神奇之處？

毫米波（millimeter wave），指的是波長從10毫米至1毫米、頻率從30GHz-300GHz的電磁波，利用毫米波作為傳輸信息的載體進(jìn)行通訊的研究，其實(shí)早在1889年就提出了。

不過，直到1970年代，由于毫米波集成電路和毫米波固體器件實(shí)現(xiàn)了成功量產(chǎn)，才使得毫米波通訊開始蓬勃發(fā)展。

但受限于高頻段電磁波的獨(dú)特特性，當(dāng)時(shí)“毫米波”的應(yīng)用范圍主要集中在雷達(dá)、制導(dǎo)、遙感、輻射測量等軍事領(lǐng)域。

到了1990年代，互聯(lián)網(wǎng)、無線電通信、汽車?yán)走_(dá)等業(yè)務(wù)量的爆發(fā)式增長，才推動(dòng)了毫米波民用技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

而隨著4G移動(dòng)通訊的快速發(fā)展，低頻段也日趨飽和，中國、韓國已經(jīng)面臨著沒有低頻頻譜可以分配給5G網(wǎng)絡(luò)的“斷糧”危機(jī)了。

既然成熟的“市中心”已經(jīng)沒有土地再蓋新樓了，未來龐大的新增網(wǎng)絡(luò)人口和海量物聯(lián)設(shè)備應(yīng)該去何處尋找歸宿？答案自然就是建設(shè)“新城區(qū)”。

那么，為什么不少國家不先借中頻段過渡一下，直接就將發(fā)展重心錨定了高頻段呢？恐怕要從“毫米波”的獨(dú)特優(yōu)勢說起。

“毫米波”并不是一件新鮮事，之所以能夠讓人趨之若鶩，關(guān)鍵還在于其作為一種帶寬范圍極大的增量頻譜資源，能夠直接緩解5G發(fā)展中頻譜不足的問題。

比起費(fèi)力提高4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率，直接去“地廣人稀”的高頻段建設(shè)“新家園”，顯然要簡單粗暴也有效得多了。

更何況，毫米波還有其不可取代的優(yōu)勢。一是由于頻段極高，波束又比較窄，毫米波遇到的干擾源就少很多，從而大大降低了信息被截獲的風(fēng)險(xiǎn)，使得無線通訊更加穩(wěn)定可靠，保密性極強(qiáng)；

另一個(gè)突出特點(diǎn)，則是良好的方向性和穿透力，可以直接與目標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，對沙塵、煙霧等天氣的穿透能力也強(qiáng)得多，能夠全天候持續(xù)可靠地進(jìn)行工作，對于深受霧霾困擾的北方人民來說，算是悲傷中的一點(diǎn)希望了吧。

而且，毫米波通訊的元器件也更容易小型化，未來部署在更輕薄的5G手機(jī)或智能物聯(lián)網(wǎng)等設(shè)備上，顯然更受青睞。

說了這么多，毫米波“5G價(jià)值洼地”的尊貴身份似乎已經(jīng)坐實(shí)，外界也仿佛形成了一個(gè)印象，此刻不搞毫米波，就像回到08年卻不買房一樣，傻就一個(gè)字，我只說一次？

那么問題來了，毫米波在5G商業(yè)化上的真實(shí)進(jìn)展到底如何呢？

毫米波民用發(fā)展史

在探討毫米波的商業(yè)化潛力之前，不妨先順著時(shí)間線捋一捋，毫米波在民用端究竟經(jīng)歷了什么？

前面我們提到，毫米波在1960年代就被應(yīng)用于通訊工作，但在很長一段歷史時(shí)期內(nèi)，都跟普通人沒什么關(guān)系，關(guān)于它的民間開發(fā)一直處于蠻荒地帶。直到1990年代，美國出現(xiàn)了77 GHz的汽車防撞雷達(dá)，這才開啟了毫米波在民用端的落地之旅。

簡單來說，毫米波的民用化一共經(jīng)歷了三個(gè)階段：

階段一：在頻譜開放的邊緣試探。美國率先嘗試推進(jìn)毫米波的民用。1995年，美國聯(lián)邦通信委員會開放了59至64 GHz的頻譜；2003年，F(xiàn)CC授權(quán)使用71-76 GHz和81-86 GHz進(jìn)行許可的點(diǎn)對點(diǎn)通信。至此，毫米波相關(guān)的大量通訊設(shè)備和服務(wù)開始涌現(xiàn)。

階段二：最受歡迎的精密傳感器。集成電路的發(fā)展為毫米波產(chǎn)品的大規(guī)模商用創(chuàng)造了條件，很快，采用毫米波作為傳感器的芯片雷達(dá)，吸引了眾多廠商投入研究，并隨著工業(yè)化的浪潮成為大多數(shù)汽車的標(biāo)配。

至此，毫米波的商業(yè)價(jià)值開始真正顯現(xiàn)出來，2014年，毫米波車載雷達(dá)的出貨量達(dá)到了1900萬顆，也因此成就了奧托立夫、博世、大陸、德爾福、海拉、富士通等一系列國際半導(dǎo)體公司。

在中國，東南大學(xué)、中科院等軍方院校打造的安防雷達(dá)、船舶雷達(dá)等，也逐漸走入大眾視野。

階段三：5G與智能。而無人駕駛和5G的火爆，毫米波作為自動(dòng)駕駛汽車和海量物聯(lián)網(wǎng)的“眼睛”，又一次引爆了人們的美好想象，各種基于新技術(shù)條件和硬件基礎(chǔ)的解決方案開始涌現(xiàn)。

2015-2016年，毫米波雷達(dá)迎來了融資高潮，大批科研或軍工背景的團(tuán)隊(duì)開始關(guān)注民用，廈門意行等企業(yè)紛紛開始毫米波雷達(dá)前端射頻芯片（MMIC）的研發(fā)。

網(wǎng)絡(luò)部署層面，英特爾和高通都分別在2018年提出了面對5G的毫米波相控陣設(shè)計(jì)方案，華為也完成了毫米波接入回傳一體化（IAB，Integrated Access & Backhaul）技術(shù)的外場測試，以期提高毫米波頻譜在5G應(yīng)用上的穩(wěn)定性和吞吐率。

至此，我們可以大概總結(jié)出毫米波在民用通訊上的真實(shí)現(xiàn)狀：想象空間和市場潛力巨大，但5G大規(guī)模應(yīng)用還停留在實(shí)驗(yàn)和設(shè)想層面，實(shí)際應(yīng)用中還有許多技術(shù)難題有待攻克。

先天不足：毫米波還有哪些問題？

目前來看，毫米波的確有足夠的條件引發(fā)國家戰(zhàn)略級別的無限想象，但諸多美好的愿景背后，毫米波作為高頻譜的“先天不足”也反噬著它在5G時(shí)代的商業(yè)價(jià)值。

簡單來說，在實(shí)際應(yīng)用中， 毫米波不可避免地存在三大天然缺陷：

1.傳輸損耗。

毫米波在惡劣的氣候條件和障礙物環(huán)境中衰減嚴(yán)重，往往只能覆蓋很小的距離（＜100米）。

我們知道，5G應(yīng)用的三大場景：eMBB移動(dòng)超寬帶，uRLLC超可靠低延遲，mMTC海量物聯(lián)網(wǎng)，對于通訊網(wǎng)絡(luò)的效率、質(zhì)量、范圍有著苛刻而極致的要求。

比如低延遲的車聯(lián)網(wǎng)，需要千米級別的遠(yuǎn)距離覆蓋才能保證信號的穩(wěn)定性，眾多移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)終端也需要穩(wěn)定清晰的通信來保證用戶體驗(yàn)。

然而毫米波卻十分嬌氣，天氣不好、降雨太大、需要穿墻、遇到反射，都會讓它的信號大幅度衰減，就連穿過空氣都會出現(xiàn)“氧衰”。

試想一下，在高樓林立的CBD，你的車載導(dǎo)航、手機(jī)、智能手表等通通沒有信號，或者每走幾米就要切換基站，會是多么災(zāi)難的體驗(yàn)。

2.基站噪音。

既然毫米波在傳播過程中會遇到穿透損耗和大氣衰減，那我們將毫米波基站部署在地廣人稀的農(nóng)村，高高掛在電線桿上；亦或是在人流量密集的場所進(jìn)行高密度部署，靠數(shù)量碾壓可不可行呢？

如果不考慮成本問題，這樣做是可以彌補(bǔ)通信能力的不足，但是多基站導(dǎo)致的高頻噪音問題，運(yùn)營商也沒有辦法售后哦，這邊建議您直接搬家呢~

3.高昂成本。

前面提到的“不計(jì)成本”，是在紙上談兵層面，但真正到產(chǎn)業(yè)端，毫米波基站的部署意味著全面煥新，終端芯片和天線也需要重新研發(fā)，且不提其中的技術(shù)門檻和研發(fā)周期，僅僅是部署這么多基礎(chǔ)設(shè)施，就需要運(yùn)營商投入大量的建設(shè)成本。

這些成本分散到消費(fèi)端，顯然是普通民眾的不可承受之重；讓企業(yè)或國家買單顯然也不符合經(jīng)濟(jì)規(guī)律。

正是因此，中國移動(dòng)、聯(lián)通等都將毫米波的商用計(jì)劃推遲到了2022年左右。

總而言之，毫米波之于5G的重要性不言而喻，各國也都將其置于優(yōu)先研究的地位，但種種先天不足，決定了它在現(xiàn)階段難以大展拳腳。

既然如此，為什么其他國家紛紛迫不及待地安排上了？

毫米波熱的幕后推手

從產(chǎn)業(yè)基本面來看，毫米波的火熱，確實(shí)有著現(xiàn)實(shí)的根基。比如說5G產(chǎn)業(yè)需求的爆發(fā)，納米級晶體管技術(shù)的成熟，大規(guī)模工業(yè)化的可能以及較低的許可證價(jià)格，這些都成為毫米波商業(yè)化落地的基石。

但通信能力如何補(bǔ)全，基站問題怎么解決，投入產(chǎn)出如何權(quán)衡，終端體驗(yàn)?zāi)芊癖Ｕ稀撩撞ㄏ胍晒梢哉f把整個(gè)行業(yè)折騰個(gè)半死也不為過。

因此，相比于形而上的商業(yè)前景，我們更想了解的是，到底是怎樣的考量，讓不少國家冒著技術(shù)不成熟、前期大投入的風(fēng)險(xiǎn)，也要催熟毫米波？

或許可以從三個(gè)方面來解釋這場“技術(shù)期貨”的爆火：

從國家戰(zhàn)略角度，搶占高頻譜以重獲主導(dǎo)權(quán)。

在5G部署上，英美等國家在頻譜規(guī)劃上的號召力和產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)優(yōu)勢正在被新的形勢所稀釋，以國際電信聯(lián)盟(ITU)為主導(dǎo)，協(xié)商一致、分工合作成為了更主流的選擇。

因此，搶占高頻頻譜，率先推出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，也就成為該國家保持通訊領(lǐng)先地位和國際話語權(quán)的必然選擇。

美國FCC連發(fā)三個(gè)5G高頻段頻譜規(guī)劃文件，并搶先開放了高頻頻譜，英國電信監(jiān)管機(jī)構(gòu)Ofcom也宣布了類似計(jì)劃，不難看出推進(jìn)5G的緊迫感。

而從運(yùn)營商的角度，使用高頻段部署5G網(wǎng)絡(luò)，固然會帶來不小的成本和部署壓力，但也能因此獲得更好的競爭身位。

美國運(yùn)營商Sprint就將所持的高頻段頻譜兜售給了AT&T和Verizon等，對于這些希望推出5G無線服務(wù)的運(yùn)營商來說，獲得大量頻譜資源能使他們更好地與有線電視公司的高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)競爭。

當(dāng)然，也有一部分運(yùn)營商保持著冷靜圍觀的態(tài)度，比如泰國AIS就公開表示，拍賣“亦不符合現(xiàn)階段公司的最佳利益”，不會參與高頻譜拍賣。

總而言之，毫米波所代表的高頻段頻譜，其現(xiàn)實(shí)中的表現(xiàn)與伴隨著拍賣活動(dòng)的大肆炒作，形成了鮮明對比。

某種程度上來說，高頻譜資源確實(shí)可以幫助企業(yè)獲取更多潛在用戶，但其價(jià)值和期待似乎更多體現(xiàn)在營銷上的“錦上添花”。

要知道，最終決定用戶選擇的，還有體驗(yàn)、資費(fèi)等其他因素，想靠頻譜劃分來搶占產(chǎn)業(yè)格局，似乎有些天真了。

5G下一步

繼手機(jī)廠商的期貨模式之后，我們又一次在5G身上感受到了“技術(shù)期貨”的神奇：先制造一場饑餓營銷，然后等待時(shí)間將泡沫鍛造成鐵做的。

不過，建立一套完備的高頻通信系統(tǒng)并非一朝一夕的事，需要全球政府、運(yùn)營商、通信廠商協(xié)同推進(jìn)，任何一環(huán)掉鏈子，都有可能讓這個(gè)價(jià)值無限的“海景房”變成爛尾。

雖然大家對毫米波的看法各有不同，但對高頻譜部署的普遍共識是——研究符合現(xiàn)狀備選頻譜規(guī)劃的頻率安排，更有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

因此，我們不妨來發(fā)散一下腦洞，從毫米波這個(gè)橫截面，窺視一下5G的下一步：

首先，高頻通信的相關(guān)技術(shù)大多處于發(fā)展之中，現(xiàn)階段建立完善的6GHZ以上高頻通信系統(tǒng)還為時(shí)尚早，LTE-U和載波聚合等將會是短期內(nèi)擴(kuò)充頻譜資源的關(guān)鍵性技術(shù)；

另外，制定國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和頻譜分配，成為需要早日解決的緊迫問題中國運(yùn)營商堅(jiān)持高中低頻段結(jié)合，而日本則是低頻率5G網(wǎng)絡(luò)，美韓又不相同，顯然不利于全球智能物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，以及移動(dòng)通信的互聯(lián)互通。

更重要的是，與其將希望寄托在毫米波這塊頻率資源“無窮無盡”的新大陸，對傳播性能更好的低頻頻譜進(jìn)行精耕細(xì)作，提高頻譜使用效率，或許能更快支撐住應(yīng)用端的需求。

比如目前國內(nèi)支持的800MHz和900MHz部分頻段升級到LTE系統(tǒng)，并引入NB-IoT等4G演進(jìn)技術(shù)，就能夠及時(shí)與5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行銜接。

總而言之，5G的黃金時(shí)代已經(jīng)來臨，要解決毫米波的技術(shù)迷思很容易，但要走出“唯美帝是瞻”的時(shí)代陰影反而很難。

認(rèn)知技術(shù)和認(rèn)知自身，恐怕才是5G時(shí)代的真正難題，也是毫米波熱所帶來的最大啟示。但話說回來，走到現(xiàn)在這一步，很值得我們驕傲了不是嘛？

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