5G毫米波2.0時(shí)代即將到來(lái) 中國有望成全球最大市場(chǎng)

  ICC訊  根據Polaris Market Research的最新研究報告，2021年全球毫米波5G市場(chǎng)價(jià)值為23.1億美元，預計到2030年將達到75.1億美元，在整個(gè)預測期內年復合增長(cháng)率將達到14.3%。

  客觀(guān)來(lái)說(shuō)，毫米波在全球范圍內的5G上半場(chǎng)部署并不理想。但隨著(zhù)5G廣域覆蓋的日臻完善，各國監管機構對毫米波頻譜的發(fā)放到位，以及3GPP標準的不斷演進(jìn)，利用連續頻譜資源非常豐富的毫米波來(lái)進(jìn)一步提升5G網(wǎng)絡(luò )的容量和性能，尤其是在室內覆蓋和高流量地區確保網(wǎng)絡(luò )容量需求，將成為大勢所趨。

  顯然，進(jìn)入5G下半場(chǎng)，毫米波將有望大放異彩。

  產(chǎn)業(yè)鏈薄弱限制毫米波部署速度

  相較于2G、3G和4G技術(shù)，5G覆蓋了更大的頻譜范圍，從低頻段的600MHz到非常高的47GHz頻段。行業(yè)間對此已經(jīng)達成了一致共識：成功的5G部署需要低、中和高頻段的搭配使用，這樣將使運營(yíng)商能夠在覆蓋范圍和性能之間取得相對理想的平衡。

  然而，為何在已部署落地的全球5G網(wǎng)絡(luò )中，還是多以采用中低頻段為主呢?一方面，中低頻段頻譜信號穿透能力更強，能提供更好的覆蓋范圍，可以幫助運營(yíng)商迅速在5G時(shí)代“立身”;另一方面，高頻段的毫米波頻譜因其天然特性導致覆蓋能力有限，部署成本較高，一時(shí)成為了一塊“難啃的骨頭”。

  對此，香港應用科技研究院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“香港應科院”)通信技術(shù)副總裁莊哲義博士向C114表示，在此前的5G部署中，“毫米波產(chǎn)業(yè)鏈成熟度和毫米波相對于其他頻段的技術(shù)優(yōu)勢，影響了毫米波的部署場(chǎng)景和部署規模。同時(shí)，毫米波業(yè)務(wù)和組網(wǎng)能力需進(jìn)一步驗證。此外，毫米波設備體系不完善，一體化微RRU設備成本仍高，無(wú)法滿(mǎn)足運營(yíng)商多樣化場(chǎng)景需求。除了這些因素之外，頻譜的發(fā)放也影響毫米波部署的節奏和規模?！?

  該院總結到，包括產(chǎn)業(yè)鏈薄弱，器件及部署成本等問(wèn)題，都限制了毫米波在5G上半場(chǎng)作用的發(fā)揮。

  5G毫米波技術(shù)優(yōu)勢不能被忽視

  網(wǎng)絡(luò )監控公司Ookla對美國這一全球5G毫米波發(fā)展領(lǐng)先市場(chǎng)進(jìn)行的最新調查顯示，該國5G毫米波用戶(hù)的速度是中頻段用戶(hù)速度的4.29倍，是C頻段的6.86倍，是低頻段的26.1倍。

  事實(shí)上，超大帶寬、超高速率和超低時(shí)延是毫米波頻譜的最大優(yōu)勢所在。隨著(zhù)移動(dòng)數據流量持續快速增長(cháng)，以及為了服務(wù)新應用所產(chǎn)生的更高數據傳輸速率需求，都將推動(dòng)毫米波頻譜在保證5G網(wǎng)絡(luò )容量方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

  從已經(jīng)商用5G毫米波服務(wù)的美國市場(chǎng)來(lái)看，FWA是毫米波可以發(fā)揮自身優(yōu)勢的一個(gè)重要場(chǎng)景，并且有兩股強大的力量正推動(dòng)電信運營(yíng)商們轉向毫米波。首先，不少運營(yíng)商已經(jīng)成功地將FWA部署作為一項增加其客戶(hù)數和收入的新服務(wù)，他們不希望這種增長(cháng)放緩。但是，FWA是一種數據流量消耗極大的服務(wù)。根據統計，雖然移動(dòng)用戶(hù)可能每月消耗10GB左右的數據，但FWA用戶(hù)每月數據消耗量可高達200GB，上TB級別的用戶(hù)也不少見(jiàn)。這種使用對網(wǎng)絡(luò )容量造成了極大消耗，因此運營(yíng)商們希望使用豐富的毫米波頻譜來(lái)經(jīng)濟高效地提升網(wǎng)絡(luò )容量。

  同時(shí)，可以預見(jiàn)，當5G部署邁過(guò)初期階段，隨著(zhù)室外廣域網(wǎng)絡(luò )覆蓋的實(shí)現，下一階段將進(jìn)入室內信號覆蓋階段?！疤貏e是面對激增的室內移動(dòng)數據需求，只有5G毫米波基站能提供足夠的帶寬。另外，由于技術(shù)的突破，預計5G毫米波集成小基站的價(jià)格會(huì )逐漸降下來(lái)，這也會(huì )帶動(dòng)更大的市場(chǎng)需求?！? 莊博士表示，特別是對體育場(chǎng)館、購物中心、交通樞紐和中央商務(wù)區這樣的人流密集區，毫米波部署可以帶來(lái)明顯的用戶(hù)體驗改善。

  另外，毫米波有望在安全、可靠和超高速企業(yè)網(wǎng)絡(luò )的部署中發(fā)揮重要作用。由于該頻段提供的高容量和極低延遲，以及支持大流量上傳的能力，使其非常適合用于流量密集型工業(yè)用例和并發(fā)流量高且上行要求特別嚴苛的工業(yè)用例。

  5G毫米波技術(shù)解決方案日臻成熟

  據莊博士介紹，香港應科院目前已與星騁科技有限公司(Astella)合作開(kāi)發(fā)了商業(yè)級5G毫米波集成小基站(ISC)解決方案。其5G毫米波集成小基站以28GHz毫米波載波頻段、400MHz系統帶寬、2T2R運行，用于卸載網(wǎng)絡(luò )中的數據流量。

  我們獲悉，上述5G集成小基站軟件，由高性能的高物理層、低物理層軟件以及數字前端(DFE)組成，源自香港應科院5G技術(shù)，并進(jìn)一步演進(jìn)以支持商業(yè)運營(yíng)商部署。

  莊博士說(shuō)“我們的5G毫米波集成小基站已通過(guò)運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )認證。該解決方案在公共網(wǎng)絡(luò )和專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )中都非常有用，尤其是在獲得許可的Sub-6頻譜資源有限且數據流量可以輕松卸載到毫米波頻段時(shí)。目前，我們正積極與不同的本地和全球實(shí)體合作，試用5G網(wǎng)絡(luò )解決方案進(jìn)行商業(yè)化和應用?！?

  圖：香港應科院與星騁在MWC Barcelona 2023上演示5G毫米波集成小基站系統

  值得一提的是，雙方合作的這一5G毫米波集成小基站兼容O-RAN標準。莊博士告訴C114，過(guò)去一年，O-RAN的技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展比預計慢，不同供應商產(chǎn)品的系統集成是一大原因, O-RAN規范的可用性沒(méi)有預期的使系統集成變得更容易。

  在其看來(lái)，推動(dòng)O-RAN技術(shù)及其生態(tài)系統更快成熟，最關(guān)鍵是首先需要提升標準完成度，簡(jiǎn)化不同供應商之間實(shí)現互操作性，在這之后是能夠與現有解決方案相匹敵甚至超越現有性能的成熟產(chǎn)品，同時(shí)通過(guò)規模部署將帶來(lái)成本效益和經(jīng)濟效益的提升。為此，香港應科院希望通過(guò)相關(guān)項目，發(fā)展標準完成度高的各樣界面，賦能業(yè)界伙伴開(kāi)發(fā)O-RAN合規產(chǎn)品。

  中國有望成為全球最大的毫米波市場(chǎng)

  2023年1月4日，工信部發(fā)布《關(guān)于微波通信系統頻率使用規劃調整及無(wú)線(xiàn)電管理有關(guān)事項的通知》，其中明確指出，通過(guò)新增毫米波頻段(E波段，71-76GHz/81-86GHz)大帶寬微波通信系統頻率使用規劃、優(yōu)化中低頻段既有微波通信系統頻率和波道帶寬、調整波道配置與國際標準接軌等方式，進(jìn)一步滿(mǎn)足5G基站等高容量信息傳輸(微波回傳)場(chǎng)景需求，并為我國5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以及未來(lái)6G等預留了頻譜資源，更好滿(mǎn)足各方需求，推動(dòng)微波通信等無(wú)線(xiàn)電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

  此次調整首次將毫米波頻段頻率納入使用規劃，我國毫米波應用有望得到快速推廣。隨著(zhù)未來(lái)毫米波頻段使用許可的發(fā)放，中國有望成為全球最大的毫米波市場(chǎng)。

  實(shí)際上，國內三大電信運營(yíng)商對于利用豐富的毫米波資源進(jìn)一步提升5G網(wǎng)絡(luò )表現早已是摩拳擦掌，箭在弦上。以中國聯(lián)通為例，該運營(yíng)商在2022年12月發(fā)布的中國聯(lián)通5G毫米波技術(shù)白皮書(shū)3.0》明確披露，將分“三階段”實(shí)現推進(jìn)毫米波網(wǎng)絡(luò )能力實(shí)現：2023年視頻率政策情況，進(jìn)行毫米波網(wǎng)絡(luò )場(chǎng)景化部署試驗;2024年進(jìn)行R18等關(guān)鍵能力試驗驗證;2025年進(jìn)行毫米波創(chuàng )新應用部署。

  香港應科院轄下位于深圳的研究院已與深圳南方科技大學(xué)簽署了備忘錄，將共同建設聯(lián)合實(shí)驗室，主要用作研發(fā)及應用先進(jìn)半導體、新一代通訊等領(lǐng)域。香港應科院斥資500萬(wàn)元人民幣，并提供研發(fā)項目及技術(shù)指導。隨著(zhù)新建設的聯(lián)合實(shí)驗室啟用，香港應科院于2022年4月與南方科技大學(xué)合作的首兩個(gè)科研技術(shù)項目隨即進(jìn)行，香港應科院將當中的150萬(wàn)元港幣，用作研究通信領(lǐng)域—5G毫米波通訊系統，以及電源管理IC的集成電路及系統領(lǐng)域之上。

  據了解，香港應科院的技術(shù)涵蓋5G O-RAN基站、5G核心網(wǎng)、MEC和編排器，已授權給多個(gè)行業(yè)合作伙伴，以實(shí)現和加速商業(yè)化。未來(lái)，該組織將繼續秉持“科技產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)業(yè)智能化”的使命，領(lǐng)航科技創(chuàng )新，擴大產(chǎn)業(yè)應用，并促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研互動(dòng)協(xié)作，創(chuàng )造共贏(yíng)。