為了撐起“全球第1科技強國”的外殼，今年4月3日，美國推出了全球第2個5G網(wǎng)絡——僅落后韓國不到24小時——展示了其在通訊領域的“領先”地位。
然而，美國科技網(wǎng)站PC Magazine在網(wǎng)絡開通的第2天就進行了實地測試，結果并不如意。在實地測試中，這個由美國第2大運營商Verizon運營的5G網(wǎng)絡暴露了多個缺點，包括：
5G信號覆蓋率差，在7個街區(qū)291個測試點中只有64個地方有5G信號;5G信號衰減快，高頻毫米波衰減快、穿透能力差，基站覆蓋范圍無法達到號稱的300米，只有100米不到，室內幾乎無信號;5G網(wǎng)速慢，最高只有600Mbps，遠低于宣傳的10Gbps。
除了終端設備少以外，以上缺點歸根結底都可以歸因于于一個問題——頻段。
按照早前的規(guī)劃，在美國4大運營商中，AT&T將采用39GHz頻段建網(wǎng)，Sprint采用2.5GHz，T-Mobile分別用600MHz、28GHz、39GHz建網(wǎng)，Verizon則單獨使用28GHz。
按照定義，28GHz屬于廣義的高頻毫米波頻譜的一部分。單獨使用這一頻段建網(wǎng)，好處是在中低頻普遍被瓜分的情況下，高頻頻段資源豐富，前期建網(wǎng)成本低，可以最快速度開通網(wǎng)絡。壞處則是，高頻毫米波本身具有衰減快、傳播范圍小、穿透能力弱等缺點。因此，最好的選擇是采用不同波段聯(lián)合組網(wǎng)。
問題在于，美國的中低頻段——尤其是寶貴的C波段分配——出了大問題。
中頻波段危機
中頻波段通常指C波段，在過去是衛(wèi)星通信術語，這指的是3.7-4.2GHz的下行頻段，同時配以5.925-6.425GHz的上行頻段，而在移動通訊行業(yè)，C波段傳統(tǒng)意義上指的是頻率為4.0-8.0GHz的一段頻帶。
與高頻毫米波相比，中頻C波段具有2個非常明顯的優(yōu)點：從經(jīng)濟上說，C波段覆蓋范圍大，可以依托現(xiàn)有的基站網(wǎng)絡建設，無需布置密集的新站點;從技術上說，與毫米波相比，C波段在非視距環(huán)境傳輸和室內信號穿透方面具有明顯優(yōu)勢。
而和使用頻分雙工(FDD-LTE)技術的低頻波段相比，C波段允許信號在同個信道上傳輸和接收，無需使用專用雙工器隔離傳輸和接收，節(jié)省了信道資源。
總而言之，作為網(wǎng)絡覆蓋以及系統(tǒng)容量兩者的最佳平衡者，C波段是5G網(wǎng)絡中最寶貴的頻段之一。
和我國由工信部統(tǒng)一給各運營商分配頻率不同，F(xiàn)CC在頻譜分配方面遵循市場化原則，不僅在發(fā)放方面要通過公開拍賣，已分配的頻段通常不能強制收回。
前面提到，美國的3.7-4.2GHz過去一直是衛(wèi)星通訊的下行頻段，掌握這部分頻段的并非美國政府機構，而是幾家衛(wèi)星通訊公司。這就導致，如今美國能否完成建設“歷史上最廣覆蓋、最高容量的移動網(wǎng)絡”的千秋大計，希望就寄托于Intelsat、SES、Eutelsat和Telesat這4家國內外私人衛(wèi)星公司身上。
幾年前5G還在討論階段的時候，美國通訊行業(yè)就有要政府收回這部分頻段重新分配的聲音。但此事一方面有悖于市場化的原則，另一方面，當時5G網(wǎng)絡尚未成型，頻段需求沒那么強烈，這部分聲音并未得到重視，留下了后患。
衛(wèi)星通訊公司手握這份寶藏，自然待價而沽。他們極力反對政府回收的方案，要求由自己交易這部分頻段，而且不能用傳統(tǒng)的拍賣方式，而是通過“令人滿意的基于市場的辦法”，交由他們自己和5G無線運營商“溝通”，獨享其中收益。
德意志銀行曾預計，僅200MHz的C波段頻譜，就可能給衛(wèi)星公司會帶來110億美元的總銷售額;美國有線電視協(xié)會表示，整個500MHz的C波段頻譜價值可能高達600億美元。
即便如此，他們承諾讓出使用權的波段只有200MHz，甚至在一開始，他們只答應讓出100MHz頻段。
對此，曾有眾議院議員質疑稱：“我想我們要問一下： FCC憑什么會允許一組外國衛(wèi)星提供商拿著可能可以解決我們國家的寬帶需求的數(shù)百億元資金抽身離去?”美國電信巨頭康卡斯特也表示，C波段聯(lián)盟的提案“違背了公眾利益，應該拒絕”。
由于中頻頻段發(fā)放面對這種種亂象，Verizon最終作出了只用28GHz建網(wǎng)的選擇，也導致了文章開頭列舉的一系列問題出現(xiàn)，遭到美國民眾瘋狂吐槽至今。在上月底Sprint開通覆蓋中低頻的可用5G網(wǎng)絡后，Verizon 5G的熱度迅速下降。
當然，Sprint的5G網(wǎng)絡也并非十全十美，缺少高頻的情況下，他們的極限網(wǎng)速可能會比Verizon慢一些。當然，頻段資源殘缺是全美運營商都面臨的困境，就算是資源最豐富的T-Mobile，也缺失了中頻頻段。
為此，痛定思痛的Verizon決定另辟蹊徑，準備發(fā)力CBRS網(wǎng)絡部署。
新的“殺手锏”
根據(jù)LightReading的報道，Verizon對于當前的問題并非全無預料。從幾個月前開始，Verizon就在為其網(wǎng)絡設備增加新的天線，以支持3.5GHz CBRS頻段傳輸。而且他們一直在敦促手機供應商為合約機添加想關功能，時間已有1年之久。
CBRS全稱Citizens Broadband Radio Service，即“公民寬帶無線電服務”，它算是一種輔助技術，沒有5G技術和物聯(lián)網(wǎng)那么重要，但是一旦運行成功，就能極大緩解無線頻譜短缺的現(xiàn)狀。
經(jīng)過多年來在技術和法律領域的努力， 美國終于實現(xiàn)海軍和無線運營商共用3.5GHz頻段。3月，CBRS聯(lián)盟宣布，正在發(fā)展一個共享5G標準并計劃從2020年開始通過3.5GHz頻段提供商業(yè)5G網(wǎng)絡服務。
CBRS有2項新舉措：
1、允許未擁有某頻段執(zhí)照的用戶使用該頻段。比如說，3.5GHz頻段原來是分配給美國國防部等的頻段，但用于軍隊及人造衛(wèi)星等通信的頻段可供其他商用服務使用。
這個其實就是2013年提出的“授權共享接入(Licensed Shared Access，LSA)”概念，也就是將原屬于公共機構但未得到充分利用的無線頻段，在頻段執(zhí)照所有者不用的時間和場所進行共享。這一概念將有力推動無線通信用的頻譜擴展。
這一舉措的關鍵在于使用合理的技術，嚴格控制各方對頻譜的使用，避免發(fā)生同頻段干擾。為此，業(yè)界提出了第2項舉措。
2、引進3級結構，第1級是該頻段執(zhí)照原持有者，如美國海軍雷達和固定衛(wèi)星地球站，第2級是付費購買優(yōu)先訪問許可證(PAL)的用戶，第3級是剩下的一般授權訪問(GAA)用戶，級別越高。
在這種設計下，級別越高，使用該頻段的優(yōu)先程度就越高，如果有很多第3級用戶接入該頻段，就要按照公平的原則使用可用頻率。
為了嚴格實現(xiàn)這一點，F(xiàn)CC專門建立了管理用戶使用登錄及使用條件的一種數(shù)據(jù)庫——頻譜接入系統(tǒng)(Spectrum Access System，SAS)。
CBRS有幾項明顯的優(yōu)點，比如，頻譜可用于多種用途卻不用增加成本;運營商可增加覆蓋面積及容量。而在更深層次，CBRS還有眾多可以挖掘的優(yōu)勢，如先進的SAS系統(tǒng)、其對私有LTE無線網(wǎng)絡搭建的意義、可能為“遠距離級別傳輸”提供替代方案、對分布式天線系統(tǒng)的影響等等。
以私人LTE網(wǎng)絡搭建為例。Wi-Fi是目前用于創(chuàng)建專用網(wǎng)絡的唯一技術。它的規(guī)則相對自由，設備容易獲取，花費低，易開發(fā)。但是，與商業(yè)LTE無線網(wǎng)絡相比，它也具有明顯的缺點，比如其在工業(yè)、科學領域、醫(yī)療領域應用的頻率是無牌照的2.45-5GHz、缺乏中繼功能、無法在多個范圍內使用等。
CBRS可以讓大型公司在低成本的情況下，通過員工移動設備上的自定義應用程序，創(chuàng)建一個安全的專用LTE網(wǎng)絡進行交流管理。通過特定具備定制功能的私有網(wǎng)絡，為各種設施提供建筑內全覆蓋。簡言之，CBRS讓私有LTE組網(wǎng)變得可行，不依賴無線運行商，價格低廉，低復雜度。
總而言之，CBRS具備相當大的潛力，很有可能是代表著某種未來的技術。
不過，CBRS也有缺點，最突出的就是參與者少。亞洲、歐洲等地的大多數(shù)早期5G網(wǎng)絡都采用中頻頻段，因此并沒有美國當前的煩惱，關于CBRS的討論也相當稀少。
從公開信息來看，目前對該技術投入最多的是高通牽頭、5家公司組建的CBRS聯(lián)盟。而在產(chǎn)品方面，已知高通有支持該技術的基帶，三星也配合美國運營商進行過CBRS測試，除此之外少有消息。參與者少就代表發(fā)展慢。
往宏觀層次說，這項技術在短期內——至少在中美5G競賽中，可能對美國的幫助有限。說到底，運營商在CBRS中只是PAL級別用戶，是在花錢買美國海軍和衛(wèi)星公司的“剩飯”，想必很難用得如臂指使。
而且即使是花了錢，這部分頻段也不一定用的上。根據(jù)法律規(guī)定，美國海軍可以在需要的時候隨時占據(jù)或切斷這部分頻譜的通訊。
說到底，美國運營商還是很難以中頻頻段作為其5G發(fā)展的根基。
今年早些時候，諾基亞全球5G發(fā)展部負責人墨菲(Mike Murphy)介紹，中國通訊運營商基本上仍會使用3G和4G時代的無線頻段，因此大量的既有基站在5G時代仍可以使用。
鐵塔公司也曾表態(tài)，一旦政府完成無線頻段的分配，他們只需3年就能完成全國范圍的5G基礎設施建設工作。也就是說，我國將在2023年完成5G網(wǎng)絡的全覆蓋。
在美國，使用高頻波段的運營商需要部署4G時代3-4倍數(shù)目的的基站，基礎設施建設的工作量比中國要大得多。愛立信5G商業(yè)推廣部主管諾倫(Thomas Noren)表示：“歷史經(jīng)驗告訴我，中國運營商的網(wǎng)絡擴張速度極快。他們的4G網(wǎng)絡比美國的也要大得多。”
