5G存在黄金频段?
2020-11-02
低调的5G频段
每一代通信技术升级时,频段总能成为议论的话题之一,不过大多时候,大众用户更关心的是频段支持与否,尤其是出国差旅时,更换当地手机卡的时候,总是习惯性地了解下手机所支持的频段以及当地运营商频段。
进入5G时代后,工信部早在2017年11月9日就正式发布了5G系统在3000MHz~5000MHz频段(中低频段)内的频率使用规划,我国成为国际上率先发布5G系统在6GHz以下中低频段内频率使用规划的国家。规划明确了3300MHz~3400MHz(原则上限室内使用)、340 0MHz~360 0MHz和4800MHz~5000MHz频段作为5G系统的工作频段。
在我国,频谱划分并不是拍卖的形式,而是分配,因此政府监管部门在产业发展中处于非常核心的位置,对于大众熟悉的三家运营商而言,中国移动获得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz频段的5G试验频率资源,其中2515-2575MHz、2635-2675MHz和4800-4900MHz頻段为新增频段,2575-2635MHz频段为重耕中国移动现有的TD-LTE(4G)频段。中国电信获得3400MHz-3500MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源。中国联通获得3500MHz-3600MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源。
大多数用户对于5G频谱的分配感更多时候停留在“有些细”的层面上,却不想不通的频段,在5G时代却从建设到使用体验,出现明显的差异。
700MHz成5G黄金频段
5G并非只有上面提到的频段,我国5G运营商牌照总共发给了四家企业,中国广播电视网络有限公司(简称:中国广电)有幸成为了5G时代新的“玩家”,其或许在基站建设、用户积淀等方面不如移动、联通、电信三大巨头,但仅凭借700Mhz频段这一张牌,中国广电就能在5G生态中站住脚。
在5G网络的基站建设与信号覆盖逻辑中,频率越低,覆盖范围越广,且穿透能力越强。700Mhz频段的意义在于,如果同样是建5G基站,那么其他三家运营商可能要建几百万座基站才能覆盖全国面积,而广电依靠这个700Mhz频段,仅需要几十万座基站,便可达到相同的效果。
同时,5G有NSA和SA两种组网模式,NSA在使用的体验上没有SA好,但是NSA胜在快捷和便宜,SA组网和700Mhz频段组合最大的好处就是能够以最快的速度覆盖更多的区域,在城市已经有NSA组网覆盖的情况下,更快的让其他小城市和农村使用上5G网络。
低成本加上SA组网和700Mhz频段组合优势,让700MHz成为5G黄金频段,更让中国广电快速进入5G运营商队伍,不过在5G基站的建设与运营商,中国广电没有“膨胀”,而是选择同中国移动合作。
广电与移动的合作
凭借700Mhz频段这张牌,“后来者”中国广电就能快速叩开5G市场的大门,要想快速、成功推进5G商用,共建共享5G网络是一个稳妥的选项。而在联通和电信牵手之后,中移动已成中国广电联手的不二人选。
在中国移动和中国广电的合作中,根据中国移动披露的信息,在这次前述的协议中,中国移动向中国广电有偿提供700MHz频段5G基站至中国广电在地市或者省中心对接点的传输承载网络,并有偿开放共享2.6GHz频段5G网络。
中国移动将承担700MHz无线网络运行维护工作,中国广电向中国移动支付网络运行维护费用。在700MHz频段5G网络具备商用条件前,中国广电有偿共享中国移动2G/4G/5G网络为其客户提供服务。中国移动为中国广电有偿提供国际业务转接服务。
通过此次与中国移动的共建共享,中国广电几乎是零门槛、零周期具备了覆盖全国的移动通信服务能力,通过中国移动向其开放2/3/4G网络,中国广电立即拥有了完整的移动业务能力。
存在多年的700Mhz频段
700Mhz频段并非5G时代的全新产物,今年一季度末,工信部发布的《关于调整700MHz频段频率使用规划的通知》,将部分原用于广播电视业务的频谱资源重新规划用于移动通信系统。明确将702-798MHz频段频率使用规划调整用于移动通信系统,并将703-743/758-798MHz频段规划用于频分双工(FDD)工作方式的移动通信系统,不仅让中国广电成为5G生态关注的焦点,更让700Mhz频段备受关注。
700Mhz实际上在LTE时代就已经被多国启用了,而且效果非常的好。中国这部分频谱一直掌握在广电的手中,没有投入到无线通信网络中,而工信部在《关于调整700MHz频段频率使用规划的通知》指出,全球已有超过56个国家或地区已经开始或计划在700MHz频段部署频分双工(FDD)方式的4G网络。因此,将703-743/758-798MHz频段规划用于FDD方式的移动通信系统,与全球主流规划方案兼容,有利于共享全球产业基础。
GNR之中除了我们比较熟悉的TDD频段之外其实也定义了一些FDD频段,不过这些FDD频段是无法承载eMBB(增强型移动宽带)的业务的,相对的速度要慢的一些。700Mhz由于频段低,波长也大,因此天线阵子也大,我们通常使用的天线阵子是半波长阵子,所以700M使用的天线也就越长,也因此无法支持Massive MIMO。
700M在5G之中的应用,适合做为广泛覆盖的打底网,但是不适合做高速数据网络。在eMBB(增强型移动宽带)、URLLC(超高可靠低时延)和 mMTC(海量机器类终端通信)三大5G应用领域中,虽然700Mhz由于带宽不足,也无法支持Massive MIMO,很难有效的支持eMBB应用,但是对于URLLC和mMTC应用来说,700M是完全可以胜任的。而且对于某些个人用户而言,也并不需要那些Gb以上的带宽,使用700M上网也可以满足大部分普通用户的个人应用了。
加速落地的700MHz 5G网络
目前来看700MHz 5G网络建设主要应用于偏远山区、农村、城乡结合部、以及人口密度不高的城区,该频段将是未来加速5G全覆盖的重要利器。此前,中国联通产品中心总经理张云勇在接受媒体采访时曾表示,“中国距离5G网络真正实现全面覆盖,大概需要5至8年时间。”同时,700MHz 5G网络也同样适合于NB-IoT(窄带物联网)等领域。
而在同终端设备厂商的合作上,2019年12月,中兴联合中国广电在国网、歌华外场打通了首个Sub 1G和Sub 6G NR的First Cal;l 近日,中兴通讯率先与业界主流芯片厂家完成基于商用手机的端到端低频5G VoNR视频通话;同时,基于基站、核心网、测试终端完整的端到端系统,中兴率先完成Sub1G+Sub 6G载波聚合验证,系统下行数据吞吐量达1.68Gbps。
不过700MHz 5G网络落地的速度更多取决于中国广电的清频进度,根据相关机构统计,我国地面电视所使用的频段为VHF频段48.5MHz-223MHz(DS-1至DS-12),以及UHF频段470MHz-566MHz(DS-13至DS-24)和606MHz-798MHz(DS-25至DS-48)。
可见我国地面数字电视频道在700MHz这一黄金频段附近集中度最高。因此,700MHz频谱清理进度,将成为广电5G发展进程的关键因素。工信部向中国广电发放5G牌照之后,无论是自用还是提交给IMT-2020推进组统一分配,关于700MHz的频谱清理将成为广电今后非常重要的工作。
700MHz之外的香饽饽
在5G的众多频段中,并非只有700MHz拥有明显优势,对于电信和联通而言,3.5GHz频段同样具有相当竞争力。目前我国5G测试主要针对的就是3.5GHz,且3.5GHz频段在多数区域尚未使用,运营商不需要通过频谱重耕就可以直接使用,这将加快5G业务上市时间。
同时,长远来看,3.5GHz可以成为初期5G网络漫游的全球频段。另外,加上Massive MIMO技术,3.5GHz将具备容量与覆盖双重优势。
多频段并存加上频谱清理进程,让5G终端设备很多时候不得不將“全网通”当做主要卖点。这里的全网通并非运营商,而是对于5G频段的支持,这多少让消费者有些郁闷,难道不同频段会让5G手机出现不兼容问题?
手机背面的频段号
熟悉手机的消费者应该留意过,很早以前手机机身背面或者说明书上都有其支持的频段号,这个有些“历史”的手机规格参数,如今在5G时代又重新成为人们关注焦点。
根据《中国移动2020年终端产品规划》的规定,2020年5G终端要支持SA/NSA双模,支持n41、n78、n79频段,上行要求支持256QAM和HPUE/下行要求支持SRS轮发,4G网络则要求B41频段需要支持4×4 MIMO,必须支持WiFi5;中国电信则明确要求5G终端必须支持n1、n78,推荐支持n3、n5(不是必须),中国联通的要求也是5G终端必须支持n1、n78。
具体在频段号对应的频段方面,根据3GPPR15协议的规定,5G NR频段号对应的频段范围,其中中国移动所支持的n41、n78、n79对应的具体频率范围如下:
·n41必选支持2515-2675MHz
·n78必选支持3400-3600MHz
·n79必选支持4800-5000MHz
这里有一个非常重要的事儿需要点明下。假设一部手机只支持N41和N78频段,也是可以使用三大运营商的5G网络的,并不是说因为其支持的频段比较少,在使用时就有问题。
现在市面上的5G手机,其实都支持N78和N41这两个频段。就国内现在的环境来看,5G手机不支持n79频段没什么影响,能支持前两个频段足以让大家享受到快速流畅的5G体验。正因为国内运营商没开放N79频段,很多手机厂商也不打算让自家的5G手机提早支持N79频段,能支持N78频段和N41频段的手机在现阶段已经够用了。
大一统的5G标准
曾几何时,智能手机支持全网通是个很重要的功能,因为3G时代有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA三个标准,4G也分为FDD、TDD两个标准,而5G当下虽然在具体的频段上有一定区别,但具体在标准上,却渐渐有了大一统的感觉
2020年7月9日,国际电信联盟(ITU)无线通信部门(ITU-R)国际移动通信工作组(WP 5D)第35次会议成功闭幕,会议确定3GPP系标准成为被ITU认可的5G标准,换句话说3GPP系的5G标准成为被国际电联认可的IMT-2020国际移动通讯系统标准,而且是唯一标准。
在此之前,7月3日晚间,国际标准组织3GPP官方宣布,5G R16标准规范已经冻结。这是5G的第一个演进版本,也是3GPP史上第一个通过非面对面会议审议完成的技术标准。在R16之后,3GPP还会继续制定5G R17标准规范,这将是对现有规范的进一步增强与提升。
不必太多苛求NSA/SA组网
在频段为代表的5G全网通概念被关注以前,早先NSA(非独立组网)/SA(独立组网)两个概念也成为真假5G的讨论焦点,在不少人眼里,NAS是在原4G基站上做5G基站,没有低时延特性,而SA是5G独立设基站,具有5G标准全部特性,因此,就会人提出NSA是假5G的观点。
同时,还有人担心通信运营商未来将不再持NSA组网模式后,不少人生怕购买仅支持NSA的手机会不能入网。实际上,NSA和SA是两种不同的组网模式,是为了5G时代快速推进了定义的,这两种组网模式会长期共存。NSA是非独立组网模式,在如今5G建设初期,它可以快速支持运营商们提供5G网络服务。SA是独立组网模式,所有的架构全部基于5G。所以说,NSA和SA组网模式,一个就是必须有的过渡,另一个就是未来的展望。无论是手机厂商还是通信运营商在5G建设的初期,先部署NSA是最好最快速的选择。
实际上,在以个人用户为主的终端消费市场,NSA/SA组网在使用体验上并没有太大差异,用户在购买手机的时候,无需太过看重设备是否支持NSA/SA组网。
写在最后:一步一个脚印的5G
从标准、组网到如今的频段,5G在过去的几年里实现爆炸式成长,不少终端用户已经在手机上用上了5G网络,而黄金频段的出现,实际上对于运营商而言具有更大的意义,毕竟这类频段通常意味着更低的建设成本、更好的兼容性,只不过拿到黄金频段的运营商也要付出频谱清退的代价,不过总体而言,黄金频段的出现,对于5G网络的落地和使用,还是具有相当积极意义的。