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手機頻段為何影響5G網(wǎng)絡(luò)互通

科普時報
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10月14日凌晨,蘋果發(fā)布了最新款的iPhone 12系列手機,雖然在外形設(shè)計、應(yīng)用材料、芯片上都有升級,但是iPhone 12 Pro的5G功能在中國不能使用,這讓國內(nèi)很多消費者大惑不解,難道美國的5G與中國的5G不一樣?

全球5G網(wǎng)絡(luò)頻段主要分為 Sub-6GHz 和毫米波(mmWave)兩大范圍,目前我國主要采用的是Sub-6GHz。iPhone 12 Pro與iPhone 12在使用頻率上分別是5G(mmWave)與5G(sub-6GHz)。

根據(jù)3GPP (成立于1998年12月的多個電信標準組織)R15版本的定義,5G NR(NR即“空口”,基站和手機之間通過電磁波在空氣中傳播)包括兩大頻段范圍,5G頻譜分為FR1和FR2兩個區(qū)域,F(xiàn)R是頻率范圍。FR1從450MHz到6000MHz,頻譜號從1到255,Sub-6GHz指的就是這個頻段。FR2從24250MHz到52600MHz,頻譜號從257到511,通常指毫米波,盡管嚴格上來說,毫米波講的是30GHz以上的頻段。那這兩個工作頻段的本質(zhì)區(qū)別是什么呢?

我們在初中物理課上就學(xué)過光速等于波長乘以頻率的計算公式,在一般的環(huán)境中,光的速度是不變的,那么頻率和波長的關(guān)系就是此消彼長的相互關(guān)系。

毫米波頻譜的5G網(wǎng)絡(luò),因為工作頻率很高,所以帶寬相對更大,這樣頻譜下的基礎(chǔ)設(shè)備,能夠提供千兆級別的速度和極低延遲的連接,使文件的傳輸速度會非???。但是由于毫米波的波長很短,就會導(dǎo)致信號對物理障礙物具有極高的敏感性,穿透效果不好,可能一堵墻擋著,你的手機或者其他5G設(shè)備就出現(xiàn)信號弱或無信號的現(xiàn)象。為了解決毫米波的弱點,就需要建設(shè)更多的基站部署5G網(wǎng)絡(luò),這樣就會導(dǎo)致建設(shè)成本過高。

sub-6GHz頻譜的5G網(wǎng)絡(luò),相比毫米波頻譜的5G網(wǎng)絡(luò),在傳輸速度上會慢很多,與4G網(wǎng)絡(luò)相比就像4G的加強版。但是sub-6GHz的優(yōu)點在于這個頻譜的波長可以更好地穿透墻壁和建筑物,大大加強信號的穩(wěn)定性。另外在建造上也遠遠小于毫米波頻譜的5G網(wǎng)絡(luò)的基站建設(shè)量,在建造成本上有非常大的優(yōu)勢。我國部署5G網(wǎng)絡(luò)目前主要都工作在sub-6GHz這個頻譜范圍內(nèi)。

那為什么iPhone 12 Pro的5G 功能不能在中國使用呢?這是因為美國的政府及軍事領(lǐng)域上已經(jīng)占用了sub-6GHz頻譜的5G網(wǎng)絡(luò),社會應(yīng)用只能更多地選擇毫米波頻譜的5G網(wǎng)絡(luò),而我國的5G網(wǎng)絡(luò)使用的是sub-6GHz,所以iPhone 12 Pro在中國暫時不能使用。

因為各個國家的5G部署的工作頻段不盡相同,所以蘋果2020年的iPhone 12 Pro手機將根據(jù)發(fā)售地區(qū)不同,針對性地支持不同的5G網(wǎng)絡(luò)也無可厚非。

目前來看,我國應(yīng)用毫米波的意義不大,但是隨著時間的發(fā)展,國內(nèi)重點城市人口越來越密集,未來把毫米波應(yīng)用在熱點地區(qū),在一些投入產(chǎn)出比最高的地方,給部分熱點地區(qū)增加容量也是不錯的選擇。