近期美國(guó)消費(fèi)者吐槽他們享受的5G服務(wù)是假5G，原因5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋太差，以及5G的數(shù)據(jù)傳輸速率太低了，與4G相比提升極為有限，這一切源于美國(guó)采用5G毫米波技術(shù)。
與光波相比，毫米波利用大氣窗口(毫米波與亞毫米波在大氣中傳播時(shí)，由于氣體分子諧振吸收所致的某些衰減為極小值的頻率)傳播時(shí)的衰減小，受自然光和熱輻射源影響小。
優(yōu)點(diǎn)：1)極寬的帶寬。通常認(rèn)為毫米波頻率范圍為26.5～300GHz，帶寬高達(dá)273.5GHz。超過(guò)從直流到微波全部帶寬的10倍。即使考慮大氣吸收，在大氣中傳播時(shí)只能使用四個(gè)主要窗口，但這四個(gè)窗口的總帶寬也可達(dá)135GHz，為微波以下各波段帶寬之和的5倍。這在頻率資源緊張的今天無(wú)疑極具吸引力。
2)波束窄。在相同天線尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄得多。例如一個(gè) 12cm的天線，在9.4GHz時(shí)波束寬度為18度，而94GHz時(shí)波束寬度僅1.8度。因此可以分辨相距更近的小目標(biāo)或者更為清晰地觀察目標(biāo)的細(xì)節(jié)。
3)與激光相比，毫米波的傳播受氣候的影響要小得多，可以認(rèn)為具有全天候特性。
4)和微波相比，毫米波元器件的尺寸要小得多。因此毫米波系統(tǒng)更容易小型化。
目前全球的5G技術(shù)雖然號(hào)稱是統(tǒng)一的5G技術(shù)，不過(guò)美國(guó)所采用的5G技術(shù)和其他國(guó)家的5G技術(shù)還是有區(qū)別的，美國(guó)運(yùn)營(yíng)商所采用的是5G毫米波技術(shù)，而主流的5G卻是5G厘米波技術(shù)。
5G毫米波和5G厘米波的差異主要有兩點(diǎn)。5G毫米波可以提供更高的數(shù)據(jù)速率和更低的時(shí)延，但是覆蓋效果太差并且容易被阻隔，甚至連雨滴都會(huì)阻隔5G毫米波的信號(hào);5G厘米波則恰恰相反，覆蓋效果好，但是時(shí)延卻很難達(dá)到5G標(biāo)準(zhǔn)的理論時(shí)延，數(shù)據(jù)傳輸速率也較低。
此前各方在宣傳5G技術(shù)的時(shí)候都喜歡強(qiáng)調(diào)5G的超低時(shí)延和高速數(shù)據(jù)傳輸速率，不過(guò)在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，運(yùn)營(yíng)商卻發(fā)現(xiàn)考慮到成本問(wèn)題，還是5G厘米波更實(shí)際，而且即使是5G厘米波技術(shù)也因?yàn)?G基站的建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本過(guò)高而難以承受，中國(guó)移動(dòng)如今更選擇低頻的700MHz建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)，大幅減少5G基站的建設(shè)數(shù)量，顯然成本是運(yùn)營(yíng)商的優(yōu)先考慮，而5G技術(shù)的優(yōu)勢(shì)已被放到次要位置。
作為無(wú)線電波的一種，從前的毫米波并不起眼，比它頻率低的微波傳輸距離遠(yuǎn)，在通訊領(lǐng)域大有作為，比它頻率高的光波也廣泛應(yīng)用是數(shù)碼、通訊等領(lǐng)域，唯有處于中間位置的毫米波無(wú)人問(wèn)津。
然而，從某個(gè)時(shí)刻開始，毫米波突然成了所有人的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。
風(fēng)口上的當(dāng)紅炸子雞
要說(shuō)當(dāng)今時(shí)代的風(fēng)口有哪些，相信大家會(huì)脫口而出5G、自動(dòng)駕駛、人工智能等名詞，而不被大眾熟知的是這些風(fēng)口都使用了名為“毫米波”的技術(shù)。
由此看出，這個(gè)名叫毫米波的“波”，是風(fēng)口中的風(fēng)口，想不紅都難。
毫米波通指波長(zhǎng)為1-10毫米的電磁波，毫米波有極高的帶寬，可利用總帶寬高達(dá)135GHz，是傳統(tǒng)微波波段帶寬和的5倍，在頻段資源緊張的今天有巨大吸引力;
其次毫米波的波束很窄，能更精準(zhǔn)地分辨目標(biāo)物并還原目標(biāo)物細(xì)節(jié);
與激光相比，毫米波對(duì)氣候要求更低，與微波相比，毫米波元器件尺寸更小，毫米波設(shè)備更容易小型化。
但毫米波也有衰減嚴(yán)重和對(duì)器件精度要求高的缺點(diǎn)，也正是這兩個(gè)缺點(diǎn)在過(guò)去制約了毫米波的發(fā)展。全球5G網(wǎng)絡(luò)頻段分為Sub-6GHz和毫米波，而我國(guó)在5G Sub-6GHz網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基本成熟的情況下，將5G毫米波網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提上了日程。
6天前，上海舉辦了巴塞羅那連著兩年都沒(méi)能辦成的移動(dòng)世界大會(huì)，且有一個(gè)和往年5G主題最不同的新話題吸引了不少人關(guān)注，即處處可見(jiàn)的毫米波。
很多ICT知名大廠展臺(tái)都開放了5G毫米波演示專區(qū)，人們排著隊(duì)體驗(yàn)這個(gè)新概念究竟有何不同。
那么，毫米波對(duì)5G來(lái)說(shuō)到底意味著什么?
2021年，它的風(fēng)口來(lái)了嗎?
毫米波是5G剛需嗎?
在全球5G的高歌猛進(jìn)下，中美5G在不同路子上一直進(jìn)行著無(wú)形中的競(jìng)爭(zhēng)力博弈。
但其實(shí)在建網(wǎng)和應(yīng)用上，圍繞5G毫米波，無(wú)論中國(guó)還是美國(guó)，都有著躲不開的頭疼問(wèn)題。
在中國(guó)，截至2020年底三大運(yùn)營(yíng)商突飛猛進(jìn)建設(shè)并開通了71萬(wàn)個(gè)5G基站，因普遍建在6GHz以下的中低頻段，盡管相對(duì)6GHz以上的高頻段有覆蓋半徑更大的優(yōu)勢(shì)，但理想的5G速率和容量卻一直未能突破。
5G各類PPT里不斷提到的高清視頻、VR/AR、V2X自動(dòng)駕駛、工業(yè)自動(dòng)化、智能物聯(lián)網(wǎng)等代表著高容量、高速率、低時(shí)延的典型業(yè)務(wù)，沒(méi)有高頻段的大容量基本玩不轉(zhuǎn)。(畢竟毫米波擁有的是從24GHz到100GHz范圍內(nèi)的非常大的帶寬，比當(dāng)前3G/4G使用的帶寬多25倍，且可以真正實(shí)現(xiàn)低時(shí)延。)
但5G建設(shè)初期，毫米波的建設(shè)和應(yīng)用難度大，問(wèn)題多。據(jù)稱，國(guó)內(nèi)最大運(yùn)營(yíng)商曾聯(lián)手多家企業(yè)和研究所投入了不菲的資金用于毫米波天線的研發(fā)，幾年下來(lái)對(duì)達(dá)標(biāo)情況很不滿意，所需的很多各種功率器件仍依賴進(jìn)口。
今年的 iPhone 12 又恢復(fù)了昔日加價(jià)取貨的盛況，去年因?yàn)?iPhone 11 沒(méi)有 5G 而持幣觀望的用戶，終于有了換機(jī)的理由。
而在發(fā)布會(huì)上，蘋果也將 5G 作為最重要的亮點(diǎn)進(jìn)行介紹。iPhone 12 幾乎支持目前所有的 5G 頻段，超過(guò)主流的 Android 機(jī)型，不過(guò)只有美版支持毫米波頻段。
美版 iPhone 12 獨(dú)占的毫米波，和國(guó)行版支持的 sub-6GHz ，其實(shí)就是目前全球 5G 網(wǎng)絡(luò)頻段兩大分支。
顧名思義，毫米波的頻率波長(zhǎng)小于 10 mm，一般指的是 24 GHz 以上的頻段。而 Sub-6 GHz 則是 6GHz 以下的網(wǎng)絡(luò)頻段，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)為厘米級(jí)，又被稱為‘厘米波’。
毫米波和厘米波，看名字似乎是毫米波贏了，就像導(dǎo)航衛(wèi)星里毫米級(jí)顯然比厘米級(jí)定位更精準(zhǔn)，那么 5G 毫米波也比 sub-6GH 更強(qiáng)大嗎?
的確，毫米波有著 sub-6GHz 難以望其項(xiàng)背的優(yōu)勢(shì)，從最直觀的網(wǎng)速就能體現(xiàn)。
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)測(cè)速平臺(tái) Ookla 的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，5G 毫米波終端下載速度是 6GHz 以下頻段的 4 倍，平均速率達(dá)到 900 Mbps，峰值速率超過(guò) 2Gbps。
