5G组网大幅落后 特朗普把美军压箱底宝贝拿出来了!

特朗普2019年4月在白宫发表5G战略讲话 图片来源：路透社    

“5G是一场美国必须赢的竞赛。”去年4月，特朗普在白宫向全世界展露了雄心。

本周，白宫宣布将原本用于军事用途的3.45-3.55GHz频段频谱开放商用，移交给联邦通信委员会（FCC）拍卖，以加快美国5G建设步伐。



美国国防部首席技术官丹纳·迪西在一份声明中说：“这是180位专家15周工作的研究成果，他们以创纪录的速度制定了这一频谱共享计划，以支持美国5G的全球领导地位。”



图片来源：白宫政府网站截图    

这项拍卖计划于2021年12月进行，竞拍成功的运营商可以在2022年使用该频谱。

    

3.45-3.55GHz频谱属于5G中频频段，与4G频谱相距不远，易于工程师改造，兼具带宽容量大、覆盖性强的双重优势，被多国视为5G“黄金频段”。

    

白宫声称：“该频谱将使美国人民在未来用上全球最庞大的5G网络，为美国带来尖端科技创新、经济繁荣、国家强盛和网络安全。”



 美国5G搞出一堆笑话 

特朗普政府其实有点急了。

    

去年年初开始，各国陆续开启5G商用，眼看快要2年了，美国的5G网络却推进得不太理想。

OpenSignal统计过2020年1月22日到4月21日的数据，发现美国5G网络的平均下载速度只有52.3Mbps，比当时全球5G网速最快的沙特阿拉伯慢了近6倍，甚至赶不上美国本地的WiFi。



2020年1月22-4月21日，7国5G下载平均速度已经超过WiFi，美国5G速度排名最后 图片来源：独立移动通信调查机构OpenSignal    

沙特、韩国、瑞士、澳大利亚、英国等7个国家，5G网速都比美国快。

    

哪怕网速倒数第二的英国，也比美国快了2倍多。

    

更糟心的是，美国三大移动运营商举着5G网络的大旗争抢市场地位，却闹出了不少笑话。

2019年12月2日，当时美国第三大运营商T-Mobile，率先宣布建成覆盖全美的5G网络，信号覆盖了5000个城市及附近农村地区。



T-Mobile发布的5G信号全美覆盖图

科技媒体《连线》来到信号较强的纽约布鲁克林市中心，测试完T-Mobile的5G速度，被结果惊呆了。

多番测试下来，T-Mobile的5G平均下载速度只有140Mbps，而同一地点的4G平均下载速度为106Mbps，5G只比4G快了20%。

    



一看T-Mobile开始出盘外招，第二大运营商AT&T急了。

去年12月，AT&T索性将用户手机上的“4G”直接换成了“5G E”，可是运营的网络，却还是原来的4G网络。



崔娃在《每日秀》上吐槽：“这好比给一辆Smart贴上了兰博基尼的车标。”

    



后来，美国国家广告审查委员会以“误导消费者”为由，禁止AT&T继续使用“5G E”标志。

    

今年4月，T-mobile花了265亿美元，从软银手里收购了美国第四大运营商Sprint，终于把夙敌AT&T从第二大运营商的座次踢了下来。

AT&T急了，到了今年7月，它们宣布已建成1万个5G基站，实现了5G信号全美覆盖。



这回，轮到CNN出来打假了，事实证明，AT&T覆盖全美大部分地区的5G网络为低频段网络，根本达不到数倍于4G的高速传输效果。



AT&T全美7月5G覆盖区域地图 浅蓝色为5G低频段覆盖区域，深蓝色为LTE（4G）和其他网络覆盖区域 图片来源：android infotech    

老二老三斗来斗去，斗得底线都没有了，美国运营商老大Verizon却真搞出了冠绝全球运营商的5G网络。

在OpenSignal公布的6月美国5G用户体验报告中，Verizon的5G平均下载速度高达494.7Mbps，几乎是AT&T和T-Mobile 5G网速的10倍，也是全球运营商中最快的网速。



2020年6月，美国各大运营商5G平均速度比较 图片来源：OpenSignal    

然而，Verizon只是取了个巧，他们的5G网络虽快，但只覆盖了35座城市极少部分公共场所点。手机离信号塔远一点，5G信号就会大幅下降。

   

Verizon正打算向老二老三学习，在下半年推出一个速度更慢、覆盖面更广的5G网络。



 用毫米波也是迫不得已 

美国5G推进缓慢，主要是因为运营商手握的资源先天不足。

    

任何无线通信技术，都是基于无线电波。

    

假如把无线电波比喻成一条宽度有限的公路，为满足不同对象和用途需要，避免相互干扰冲突，这条公路就必须划分为不同车道，不同的车道，就是不同的频段。

而无线电频谱，作为一种最基础的资源，堪称无线通信行业的命脉。

    



每家移动运营商都有自己的频谱，而在5G通信中，6Ghz被视为一道分界线，划分出两大频谱范围：

    

频率范围从450MHz到6000MHz，称为中低频段，通常是指Sub-6Ghz。

频率范围从24.25GHz到52.6GHz，称为高频段，由于30GHz-300GHz的无线电波波长为10-1mm，因此也被称为毫米波段。



美国5G频谱 图片来源：FCC    

毫米波可以带来疯狂的网速，连续大带宽特别适合热点区域的深度覆盖，但是缺点也很明显，传播距离太短，穿墙效果太差，所以要全网覆盖，需要结合6GHz以下的中低频段联合组网。

特别是中频频谱，因为完美融合了速度和范围，被全球运营商公认为5G网络的黄金频段，也是各国5G商用主要使用的频谱。

    



美国运营商要获得5G频谱，就必须参与联邦通信委员会（FCC）的频谱拍卖。

    

不幸的是，美国的中频频谱资源使用早已接近饱和——从军事网络、政府无线电通信、乡村教育宽带、国内州际通信到广播电视网络……

地盘拥挤，难以划分，所以FCC拍卖的主要是毫米波频谱，AT＆T、Verizon等运营商也都选择了投资见效快，网速更快的毫米波技术。



2016年FCC发布的美国无线电频谱分布图，中频段尤其拥挤

然而，毫米波频谱在实际应用中却出现了大问题，毫米波信号难以穿墙早在意料之中，而且还极易受到干扰，甚至连雨滴、树木、人手阻挡都会影响信号强弱。





高频5G信号在测试中信号极易受到阻挡

    

Opensignal今年3月的一次测试中，研究人员只能在6%的时间里，连接到Verizon的5G毫米波信号。

这也难怪，由于毫米波传输范围太小，如果要在同样范围做到高强度信号覆盖，需要建设的基站数量将是4G基站的600倍，任何运营商都无法承受这个成本。





毫米波（左）与Sub-6（右）信号对比（蓝色表示100MBps的速度，红色表示1Gbps的速度）

目前，全球已开通5G网络的63家运营商中，只有4家在用毫米波频谱，除了3家美国运营商，还有1家是乌拉圭的。

    



为了弥补范围不足，T-Mobile和AT＆T不得不将5G网络建在低频频谱之上，Verizon也开发了一种所谓动态频谱共享技术，希望利用现有4G网络频谱拓展5G网络范围。

    

目前，美国运营商中只有T-Mobile通过收购Sprint，获得了宝贵的2.5 GHz中频频谱。



 美国全力释放频谱资源 

美国5G的计划，主要由FCC负责推进。他们的工作包括向市场释放更多频谱，更新基础基站设施，鼓励私营部门投资建设5G网络，加快州和地方政府对于小型蜂窝设施建设的审查流程，更新旧的互联网法规，促进5G网络数字服务快速推进等等。

    

美国运营商陷入困境，让FCC遭到广泛指责，他们本该迅速采取行动，将新的5G中频频谱推入美国市场。

今年2月，FCC不惜花费97亿美元巨额补偿，要求一家电视广播卫星公司在2021到2023年内迁离其所在的4.0-4.2GHz频段，在2025年底完全释放出频谱资源用于5G建设。



    

截至目前，FCC已为5G建设释放了5000MHz以上的频谱，释放量超过世界任何国家，并且简化了州和地方政府申请建设5G基础设施的许可流程，全面加快5G建设步伐。

    

Verizon已计划参加FCC在今年12月的5G频谱拍卖，目标是拍下3.7–3.98GHz频段的频谱，并在明年新建5684个5G覆盖点。

然而，拖慢美国5G成网速度的因素并不单单是频谱。

    



由于疫情始终无法得到控制，断断续续的经济开放政策已影响到运营商基础设施的建设进度。

    

AT＆T就称，“我们无意放慢5G和光纤的部署速度，但事实上，很多事情不在我们的掌控之中。”

另外，运营商需要在城市和社区中部署成千上万个大型基站和数万个小型天线，这很容易招致民众反对（详见报道：都5G时代了，这群人还想消灭Wi-Fi和基站）。



而且，美国联邦政府对地方没有相应管辖权，虽然FCC正试图修改法规以防止市政当局拖延进程，但这么干很容易被市政当局告上法庭。

    

另外，特朗普一直在找华为的麻烦，结果却适得其反，严重阻碍了5G设备全球供应链的运转，也减缓了美国的部署速度。

今年5月，美国商务部不得不签发一份新规，以允许美国企业和华为共同参与5G网络标准制定。



爱立信在2020年上半年度移动报告中预计，到今年年底，全球将有1.9亿人使用5G，是去年年底预测量的两倍，其中大部分增量来自中国，相反，爱立信下调了对北美5G用户增量的期望，他们原本预计2020年北美将有1600万人使用5G，现在预测只有1300万人。

爱立信战略营销洞察负责人帕特里克·塞沃尔说：“这很大程度上是由中国推动的。从5G网络部署，到购买5G手机，中国一直在切实推动5G的普及。”



 为什么要当5G领头羊 

截至目前，中国5G建设进度暂时领先美国。

    

工业和信息化部数据显示，截至6月底，全国共建成5G基站40万个，是美国的40倍，5G套餐用户数量已达到6600多万。

和美国不同，我国中频频谱资源供应充足。

    



目前，中国移动表示，5G信号已全面覆盖所有城市、部分发达乡镇，还覆盖了京雄、广深港等8条高铁，杭甬、广深等23条高速，54个机场及高铁站。

就连上到8848米的珠峰峰顶，下至534米的矿井也成功覆盖了5G信号，在极端条件下通过5G可以实现无人化、自动化和可视化的操作。



5G登上珠峰    

中国联通和中国电信紧随其后，2020年底也将各自建成30万个5G基站，覆盖全国所有地级市城区。

今年疫情期间，5G智能医疗机器人在武汉医院上岗，可以通过无人驾驶技术自主按照路线完成医院内消毒工作，为人流密集的医院大厅做导诊，有效降低了医护人员面临的风险。



5G智能医疗机器人在武汉医院    

为什么世界各国都在争当5G部署领头羊？

    

因为任何有关5G的工作，都有助于控制5G技术和应用的关键知识产权，而这些知识产权将直接影响一个国家未来的发展。

    

《经济学人》曾统计过每一代无线技术为全球互联网企业、移动运营商、手机制造商等带来的市值增长。

    

2G时代，诞生了谷歌搜索引擎、亚马逊在线电商平台；

    

3G时代，催生了脸书、以及具有革命性意义的智能手机iPhone；

4G时代的10年间，移动互联网、手机市场的市场规模实现了从最初的1万亿美元到5万亿美元的成倍扩张。



《经济学人》“G力量”：从2G到4G时代带来的移动互联网和手机产业的市值增长    

据麦肯锡咨询机构预测，2030年，5G将为全球GDP带来2万亿美元的增量，医疗、制造、运输和零售业都将因此获益。

    

正如人们无法在2G时代预言iPhone的诞生，我们只能大致预测5G会带动哪些新业务和新服务兴起。

    

目前看来，凭借更快的网速和更低的延时，5G将成为智联网革命的基础技术，有助于增强自动驾驶汽车、AR、VR以及远程医疗服务等领域的能力，这些都会引发人们生活和工作方式的巨大变化。

    

5G，正在为未来的无限可能打开大门。