Зеленый логотип

Почему миллиметровые волны (mmWave) не стали основным диапазоном частот для 5G?

Содержание

Почему миллиметровые волны (mmWave) не стали основным диапазоном частот для 5G?

В предыдущей статье IPLOOK мы рассказали о том, что такое 5G mmWave (5G mmWave). Благодаря широкой полосе пропускания, обилию ресурсов и высоким частотным характеристикам, 5G mmWave обладает значительными преимуществами и когда-то считался ключевым частотным диапазоном для развития на ранних этапах 5G . Однако сегодня, несмотря на то, что многие страны и регионы мира продвигают или развертывают 5G mmWave, применение технологии mmWave в отрасли по-прежнему сталкивается с неопределенностями и проблемами.

В начале 2023 года из-за различных факторов темпы строительства базовых станций 5G mmWave в Южной Корее значительно отставали от ожиданий, а процент завершения строительства составлял всего от 10.6% до 12.5%. В Японии NTT DOCOMO и Rakuten Mobile не продемонстрировали роста числа пользователей mmWave, и их доля трафика была относительно низкой. Даже в США, которые начали развертывание 5G mmWave раньше других стран в 2019 году, доступность сетей 5G mmWave составляет менее 1%.

Многие считают, что причина, по которой миллиметровый диапазон 5G не стал основным спектром для 5G, заключается в его собственных характеристиках и неясных требованиях к применению:

Ограниченный радиус действия: приводит к высокой стоимости

Миллиметровые волны имеют небольшой радиус покрытия, а затраты на строительство и эксплуатацию той же зоны покрытия высоки, что препятствует их широкомасштабному развертыванию. В результате высокой частоты и больших потерь при передаче, миллиметровые волны обладают плохой зоной покрытия: радиус покрытия одной базовой станции составляет всего около 150 метров, что составляет лишь 1/5 радиуса покрытия низкочастотных диапазонов, таких как Sub-6. Если планируется создание сети 5G mmWave с непрерывным покрытием, как в диапазоне частот 3.5 ГГц, количество необходимых базовых станций будет более чем в двадцать раз больше, чем у обычных базовых станций 5G, что приведет к высоким затратам на строительство.

Низкий уровень проникновения: приводит к плохому пользовательскому опыту.

Технология 5G mmWave обладает низкой проникающей способностью и сильным рассеянным затуханием, что приводит к ухудшению пользовательского опыта и неудовлетворенности клиентов. Этому есть две основные причины. Во-первых, mmWave имеет короткую длину волны (от 1 до 10 мм), что делает её плохо проникающей, поскольку она может блокироваться листьями и каплями воды. Во-вторых, mmWave чувствительна к поверхности объектов, что легко приводит к рассеиванию энергии сигнала в нескольких направлениях, вызывая плохое качество приема сигнала на принимающей стороне и ухудшая пользовательский опыт. Например, несмотря на то, что в Японии построено более 20 000 базовых станций mmWave, клиенты неохотно платят за услуги mmWave из-за таких серьезных проблем, как частые перебои сигнала и недостаточное покрытие во время использования.

Отсутствие революционных приложений

Низкочастотный миллиметровый диапазон волн обладает очевидными преимуществами в плане полосы пропускания, но из-за отсутствия революционных приложений его потенциал сложно полностью раскрыть в краткосрочной перспективе. В глобальном масштабе ресурсы спектра средних и низких частот постепенно становятся дефицитными, и для решения этой проблемы все большее значение придается перераспределению спектра и координации частот. В отличие от этого, 5G миллиметровый диапазон волн, благодаря своим непрерывным и широким спектральным ресурсам, может лучше обеспечить увеличение пропускной способности. Однако из-за нечеткого продвижения крупномасштабных приложений, таких как XR и «умный дом», и того факта, что традиционные видеосервисы могут быть удовлетворены существующей полосой пропускания, краткосрочный спрос на миллиметровый диапазон волн невелик.