【侨报网综合讯】苹果公司于10月下旬正式发布全新的iPhone12系列,但只有美版的iPhone12支持5G毫米波(mmWave),而中国等国家和地区的版本不支持。为什么同样是5G手机,苹果却推出了“美国特供”呢?

10月23日,中国版iPhone12在上海南京路步行街上的门店发售。图为店内展示的新款手机。(图片来源:中新社)

两种方案各有优劣 各国部署是基于现实的选择

北京《科技日报》报道,按照国际标准组织3GPP的标准,5G频段分成FR1和FR2两个范围,其中FR1频段的频率范围是450MHz-6GHz,FR2频段的频率范围是24.25GHz-52.6GHz。中国主流的Sub-6GHz和“美国特供iPhone12”的毫米波恰好分属这两个频段范围。

在中国,2G的工作频段主要是900MHz和1.8GHz,3G和4G工作频段主要为1.9GHz、2.1GHz和2.6GHz。频率越高,所能提供的带宽也就越大,就像4车道的高速公路比2车道跑的车多,而且还能保持较快的车速。过去,各国对无线通信频率的选择相差无几,但是当全球无线通信进入5G波段后,情况发生了变化。

东南大学信息学院教授、电磁场与微波技术工程系主任陈继新表示,两种方案各有优劣,而毫米波也是下一阶段中国在通信领域的突破方向。而iPhone12手机在各国推出的版本不同,是由于各国的5G方案不同导致的。

毫米波在信号分辨率、传输安全性及传输速度方面更强,存储容量也更大,更容易解决用户上网的拥堵问题。但这种技术的覆盖面积比较小,更适合在车站、机场、体育场馆等人口密集的场景应用。

Sub-6GHz虽在传播速度和带宽容量上比毫米波逊色,但信号穿透力强,传播距离比毫米波更远,更容易解决大范围区域的信号覆盖问题。

“如果采用毫米波部署5G网络,同等面积必须建设更多的基站来完成覆盖,组网成本比较高。”中科智达物联网系统有限公司董事长许欣介绍说。

在5G建设中,资金投入是不得不考虑的一个重要因素。

较之毫米波,Sub-6GHz的射频器件可以继续沿用4G原有的产业链,技术更为成熟,而Sub-6GHz频段的基站还可以在原有4G基站的基础上进行改造,大大节省了成本。

而工作于毫米波频段的亚微米尺寸的集成电路元件,设计与生产的门槛较高,需要更高的资金投入,这在一定程度上也阻碍了毫米波方案的商用发展。

目前,中国主要采用了Sub-6GHz方案。韩国、日本、欧洲等则是两种频段同时发展。

美国通信领域可分配的大部分频谱被军方占用,留下的只有高于27.5GHz的频率,所以美国运营商的5G部署只能从毫米波开始。

美版iPhone12机身右侧下方多了块“小补丁”,这是配合毫米波信号的天线开槽。(图片来源:苹果官网)

中国积极布局毫米波 芯片研发正在跟进

对于5G网络的建设来说,无论是Sub-6GHz还是毫米波,并没有优劣之分。相关专家认为,站在长远的角度看,毫米波未来或将推动5G释放更大潜能。例如,毫米波在雷达、成像等方面有着更高的分辨率,随着自动驾驶等技术的快速发展,毫米波将被广泛应用于日常生活的方方面面。

此外,由于毫米波具有低延时的特性,在机器人远程控制、远程医疗等前沿技术方面,也有着广阔的应用前景。

中国对于毫米波的建设没有停下脚步。今年3月,中国工信部发布《关于推动5G加快发展的通知》,提到“适时发布部分5G毫米波频段频率使用规划,组织开展毫米波设备和性能测试,为5G毫米波技术商用做好准备。”中国电信等机构积极参与了毫米波实验。

据了解,目前主流的移动通信设备提供商都已经推出了支持5G毫米波的基站设备。中国联通已经与2022年北京冬奥会达成合作,将在北京冬奥会期间进行毫米波的推广运用。一旦使用情况良好,将极大推动毫米波技术的发展。

在相关专家看来,要真正推广毫米波的广泛应用,关键技术、核心器件、芯片方面还有待于进一步完善和提高。

芯片方面,今年6月,南京网络通信与安全紫金山实验室已研制出CMOS毫米波全集成4通道相控阵芯片,并完成了芯片封装和测试,三星和华为已经支持毫米波工程样机,其他芯片厂家也在陆续推出毫米波产品。(完)