美國5G部署暫停！原來也是被“卡脖子”了

無線電頻譜一直是可以扼住移動通信產(chǎn)業(yè)咽喉的核心資源,5G也不例外。

從5G第一個版本標準凍結(jié)至今已近4年,在這4年中,全球多個國家開啟了5G商用“競賽”,然而,受制于各種條件和資源的限制,很多國家5G商用情況與預期差距很大。無線電頻譜成為其中最大制約因素之一,可用頻段有限和頻率價格高昂讓5G部署舉步維艱,這一現(xiàn)象在美國表現(xiàn)的非常明顯。

與之形成鮮明對比的是,我國5G產(chǎn)業(yè)形成全球領(lǐng)先,高效的頻譜規(guī)劃分配政策和可用的頻率資源可以說是功不可沒。

中頻段掣肘,美國5G商用推進中被“卡脖子”

2019年4月,美國前總統(tǒng)特朗普在一次公開演講中喊出了“5G競賽美國必須贏”的豪言壯語,然而推進過程卻并不如人意,中頻頻段資源的缺乏,讓美國運營商一直處于被動狀態(tài)。

2019年4月,美國運營商Verizon晚于韓國運營商幾小時宣布5G商用,美國成為全球第二個實現(xiàn)5G商用的國家。不過,近年來美國5G商用網(wǎng)絡(luò)更多采用的是毫米波頻段,高頻毫米波雖然能夠?qū)崿F(xiàn)更高帶寬,卻存在覆蓋范圍太小的弊端,獲得Sub 6 GHz的中頻段資源并推出中頻網(wǎng)絡(luò)一直是各家運營商的期待。

然而,美國Sub 6 GHz頻譜一直被航空、軍隊等其他領(lǐng)域主體掌握,要獲得這部分資源需要付出很大成本代價。 經(jīng)過一系列努力,部分中頻段頻率可用于移動通信部署,美國聯(lián)邦通訊委員會在過去一年進行了兩次拍賣。今年1月份,聯(lián)邦通訊委員會針對C波段3.70GHz-3.98GHz頻段共280MHz頻率進行拍賣,最終拍出了809億美元的天價,是此前市場預期價格的3倍。

其中,Verizon以454.5 億美元獲得最多資源,其次是AT&T花費了234億美元。這些運營商不僅要支付以上的頻譜許可費用,還要向此前占用該頻段的衛(wèi)星運營商支付清頻費,以確保其及時騰退出頻譜資源。

運營商支付天價費用獲得中頻頻率,可見該資源對其5G商用部署的重要性,各家運營商準備在這一寶貴資源基礎(chǔ)上啟動5G大規(guī)模商用計劃。如Verizon曾計劃今年開始在美國46個城市部署5G中頻網(wǎng)絡(luò),目標是在明年3月前覆蓋1億人,2023 年覆蓋1.75億人,到 2024 年增至2.5億人以上。

然而,現(xiàn)實卻給美國這些運營商一次重擊。近日,美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)發(fā)布了一份“特別信息通報”,提醒制造商、運營商和飛行員,可能需要采取行動來解決5G通信技術(shù)的使用對飛機上的敏感電子設(shè)備造成的干擾問題。

美國聯(lián)邦航空局表示,通過C波段部署的5G網(wǎng)絡(luò)可能會干擾飛機自動駕駛艙系統(tǒng),例如干擾幫助飛機在惡劣天氣下著陸的系統(tǒng),設(shè)備制造商還應(yīng)該繼續(xù)進行測試,以明確特定的雷達高度計對5G信號干擾的敏感性,并應(yīng)探索可以減輕干擾影響的設(shè)計變化。

美國聯(lián)邦航空管理局所說的C波段即3.7-4.2GHz頻段,今年年初運營商拍賣所得的5G中頻段正好位于這一頻段之間。一年以來,美國航空業(yè)一直反對C波段頻譜的推廣使用,在多家運營商計劃今年12月份推出5G中頻段服務(wù)前夕,美國聯(lián)邦航空管理局這一舉動給了美國通信業(yè)當頭一棒。雖然沒有充足證據(jù)證明這一干擾成立,但美國運營商還是被迫暫停了中頻5G網(wǎng)絡(luò)商用。

航空業(yè)和通信業(yè)在C波段上的斗爭,使得中頻段資源顯得更為稀缺,直接導致其他中頻段價格大幅上升。本周結(jié)束的3.45-3.55 GHz頻段拍賣,100MHz頻率拍出了219億美元的高價,遠遠高于規(guī)定的148億美元的底價。

中頻段頻譜價格直線上升,給運營商5G商用帶來巨大壓力。以美國第一大運營商Verizon為例,上財年該公司全年營收1282.92億美元,凈利潤183.48億美元,拍賣中頻頻譜將消耗其數(shù)年的利潤。美國運營商不惜血本獲取中頻頻譜,可以看出這一資源對于5G商用極其重要,同時也是扼住美國5G發(fā)展咽喉的一個重要因素。

有效頻譜政策助推中國5G商用全球領(lǐng)先

本周,工信部重磅發(fā)布了《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,在新聞發(fā)布會上,工信部信息通信發(fā)展司司長謝存表示:目前,我國已建成5G基站超過115萬個,占全球70%以上,是全球規(guī)模最大、技術(shù)最先進的5G獨立組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),全國所有地級市城區(qū)、超過97%的縣城城區(qū)和40%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋;5G終端用戶達到4.5億戶,占全球80%以上;行業(yè)應(yīng)用快速擴張,全國5G應(yīng)用創(chuàng)新案例超過1萬個,涵蓋工業(yè)、醫(yī)療、教育、交通等多個行業(yè)。

雖然中國并不是最早商用5G的國家,但從以上數(shù)據(jù)可以看出,目前中國5G商用已領(lǐng)先全球。而在這一領(lǐng)先的背后,無線電頻譜政策和充足的頻譜資源是核心保障之一。

早在2018年12月,工信部就向三大運營商發(fā)放了5G系統(tǒng)中低頻實驗頻率許可證。具體來說:

中國電信獲得3400MHz-3500MHz共100MHz帶寬的5G試驗頻率資源

中國移動獲得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz頻段的5G試驗頻率資源

中國聯(lián)通獲得3500MHz-3600MHz共100MHz帶寬的5G試驗頻率資源

在此之后,三家運營商在這些頻段上開啟了5G的部署。

到2020年12月,工信部向三家運營商頒發(fā)了5G中低頻段頻率使用許可證,是為期十年的5G頻率使用許可,三家運營商此前獲取的實驗頻率正式“轉(zhuǎn)正”。每家運營商均擁有超過100MHz連續(xù)的中頻段頻譜資源,確保其5G中頻網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)功能成功實現(xiàn)。值得注意的是,在頒發(fā)5G頻率使用許可的同時,許可部分現(xiàn)有4G頻率資源重耕后用于5G,此舉是推動5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模部署和高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措。

2021年3月,工信部發(fā)布了《2100MHz頻段 5G 移動通信系統(tǒng)基站射頻技術(shù)要求(試行)》的公告,稱為滿足5G應(yīng)用需求,保障我國2100MHz頻段5G移動通信系統(tǒng)與其他無線電業(yè)務(wù)的兼容共存,特研究制定該公告。

此前,中國電信和中國聯(lián)通的2.1GHz頻段都用在了3G/4G網(wǎng)絡(luò)上,發(fā)揮了重要作用,這一公告給2.1GHz頻率“轉(zhuǎn)正”用于5G提供了保障,中國電信和中國聯(lián)通的5G頻譜資源新增了2.1GHz,今年已經(jīng)啟動了設(shè)備采購,實現(xiàn)商用。

不僅僅是中頻,在Sub 1 GHz的低頻上,中國也積極推動相關(guān)政策落地。2020年4月,工信部發(fā)布了《關(guān)于調(diào)整700MHz頻段頻率使用規(guī)劃的通知》,明確強調(diào):將702-798MHz頻段頻率使用規(guī)劃調(diào)整用于移動通信系統(tǒng),并將703-743/758-798MHz頻段規(guī)劃用于頻分雙工(FDD)工作方式的移動通信系統(tǒng)。將700MHz頻段規(guī)劃用于移動通信系統(tǒng),為5G發(fā)展提供寶貴的低頻段資源。

此后,中國廣電在全國開展了700MHz頻段的清頻工作,并在今年6月底聯(lián)合中國移動啟動了48萬站700MHz 5G基站招標工作,開啟了低頻5G商用步伐。 在未來頻譜規(guī)劃和頻譜供給方面,《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確提出:制定5G/6G專項頻率規(guī)劃,綜合發(fā)揮低中高頻段特點,重耕2G/3G/4G頻率用于5G/6G,增配中頻段頻譜資源,分階段出臺5G毫米波頻率規(guī)劃,開展公眾移動通信系統(tǒng)頻率使用率和使用效益評價,推動商用頻譜資源市場化配置進程,統(tǒng)籌滿足公眾移動通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期頻譜需求。

與美國相比,中國5G頻譜規(guī)劃和政策更為有效,在供給側(cè)保障了產(chǎn)業(yè)界對頻譜的需求,助力5G商用的領(lǐng)先。

中頻資源在全球5G產(chǎn)業(yè)影響力明顯

市場研究機構(gòu)ABI Research最新報告顯示,到2026年,新興國家市場中約90%的5G基站將部署在Sub 6 GHz頻段上,該頻段提供同類最佳的覆蓋范圍,同時滿足新興市場對容量的需求。雖然毫米波具有更大的帶寬,可以滿足高容量的需求用例,但與Sub 6 GHz頻段相比,其覆蓋范圍和部署成本使其處于劣勢。

這一結(jié)論是在ABI Research對32個新興市場頻譜調(diào)研后得出的。在調(diào)研中,ABI Research發(fā)現(xiàn),到2023年至少50%的國家將為5G網(wǎng)絡(luò)分配Sub 1 GHz低頻頻譜,而大約87%的國家將分配1 GHz-6 GHz中頻頻譜;相比之下,到2023年,分配26GHz和28GHz頻段的國家比例分別為34%和12%。

ABI Research認為,對于任何市場來說,5G商用最基本的一個條件是終端用戶擁有價格合理的手機,并滿足各種可支配收入需求。在新興市場,一個重要的條件是智能手機的銷售價格夠保持在100美元左右。雖然會有高收入階層能夠支付包含毫米波的多頻段手機,但目前的現(xiàn)實是手機廠商更多專注于Sub 6 GHz的頻段,以降低材料成本。在新興市場,預計到2026年支持Sub 6 GHz頻段的5G手機出貨量將達到近6億部,與比2020年相比年復合增長率為22.7%。

除了手機以外,ABI Research認為Sub 6 GHz頻段對于支持物聯(lián)網(wǎng)和固定無線接入(FWA)等關(guān)鍵應(yīng)用也至關(guān)重要。這些應(yīng)用需要強大的覆蓋能力和足夠的容量的協(xié)同,可以由Sub 6 GHz頻段支撐。

雖然業(yè)界對于毫米波的呼聲很高,但對于很多國家來說,現(xiàn)階段依然更為關(guān)注中頻段,這方面中國也不例外。由于毫米波產(chǎn)業(yè)鏈成熟度不高,國內(nèi)目前仍然聚焦于中低頻段5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！丁笆奈濉毙畔⑼ㄐ判袠I(yè)發(fā)展規(guī)劃》針對毫米波的表述為“適時開展5G 毫米波網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”、“努力突破5G 毫米波器件等短板”等,可見目前對于毫米波大規(guī)模商用計劃還不明朗。

總之,正如本文開頭所說,無線電頻譜一直是可以扼住移動通信產(chǎn)業(yè)咽喉的核心資源,未來5G進一步商用以及未來6G研究,無線電頻譜仍是其中的重點,每一個頻譜規(guī)劃和政策可能決定的是未來移動通信競爭力和整體建設(shè)發(fā)展程度。