FCC同意为AR/VR等开放6GHz频段 —— 6GHz频段究竟有什么意义呢?
10月19日,美联邦通讯委员会(Federal Communications Commission,FCC)投票决定开放6GHz频段给新型“极低功耗设备”(Very Low Power,VLP),这一举措可能为增强现实(AR)和虚拟现实(VR)可穿戴设备的新应用铺平道路。
FCC主席Jessica Rosenworcel在声明中表示,“今天我们向未来迈出了一大步。这个决策将有助于刺激尖端应用的生态系统,包括可穿戴技术、AR和VR技术,这将有助于增进业务增长、增加学习机会、推进医疗保健机会,并带来新的娱乐体验。”
FCC同意开放6GHz频段
此前的6GHz频段大多仅限于许可商业使用,苹果、微软、Meta等公司于2019年向FCC提出申请,要求获得6GHz频段的非授权使用权,认为6GHz频段可以凭借“低干扰”、“高速率”等特点,让一系列设备不再受到线缆束缚,从而“更具行动力”,同时还能助力手术及无障碍领域,而目前这一申请已经获准通过。
规定允许消费类产品在6GHz频段的U-NII-5与U-NII-7部分运作,总计为850MHz,不过仍需一系列法规准予相关设备具备6Ghz高速传输能力。同时,为了保护6GHz频段上既有设备的运作,目前FCC对消费类产品的功耗要求较为严格。
对于“FCC同意开放6GHz频段”的决策,科技巨头们十分认同。
· Meta北美政策副总裁Kevin Martin在一份声明中表示,“这一决策将为我们的智能眼镜愿景的实现铺平道路”。对于Meta来说,6GHz频段的开放对推进其智能眼镜愿景至关重要。这意味着用户购买未来的设备,即使离家外出且无法连接到强力Wi-Fi时,仍能拥有更强大的功能。
· 谷歌的硬件部门Pixel也在X(前身为Twitter)上表示,6GHz频段已经成为未来无线连接的关键,FCC的决议意味着该频段将可用来进行端对端的高速Wi-Fi传输,而无需中间接入点,这对于多人游戏、共享照片、应用程序非常有用。
· 苹果同样在一份声明中写道,FCC的投票是“向前迈出的积极一步”。这一举措将有助于推动未来的AR和VR设备的发展,并为消费者带来更好的体验。
2020年,FCC就开放6GHz频段征求意见时,苹果、博通、Meta和谷歌都支持该机构接受开放6GHz频段的提议,称其将成为下一代5G生态系统的重要组成部分。
这些公司在当时的书面建议中表示,开放6GHz频段给AR/VR工具、头显和游戏控制器等极低功耗设备接入的能力将使这些工具变得更加强大,“这种能力,加上低延迟和高数据速率,将支持新的关键用例,从拯救生命的手术培训到帮助盲人和低视力的人群”。还提醒道,若是AR/VR眼镜无法更便携或者户外使用,将“严重削弱它们的效用”。
早在之前6月27日,工业和信息化部就发布了新版《中华人民共和国无线电频率划分规定》,于7月1日起正式施行。其中,率先将6GHz(6425-7125MHz,共700MHz频宽)频段划分用于国际移动通信(International Mobile Telecommunications,IMT)。
6GHz为什么如此重要?
6GHz频段指的是5925-7125MHz(5.925-7.125GHz),带宽频谱资源是1200MHz。由于其较高的频率,6GHz频段能够承载更多的数据量,大大提高了网络传输的速度和效率。
这对于如今日益增长的数据需求来说,尤为重要。而且,6GHz频段拥有较少的干扰源,能够提供更清晰、更稳定的信号,降低了信号丢失和延迟的风险。
任何无线通信技术,最重要的就是频谱资源,频谱资源促进无线电通信技术的发展。
1000MHz以下:例如700MHz、800MHz,属于低频段,工作频率低、波长更长、覆盖的范围更远,频段资源紧张,被称为黄金频段。它的频宽比较窄(1MHz/5MHz/10MHz等),不适合大带宽(视频、VR/AR等)业务,更适合NB-IoT这样的物联网。
1000MHz~7125MHz:即中频段,也是现在移动通信的主要频段。在5G里,我们经常提到Sub-6GHz(“6GHz以下”的意思,后来范围改成7125MHz以下),就是主要指这个频段。这个频段资源稍微多一些,各个运营商都能分到几百MHz。用这个频段做覆盖,面积适中,又能实现大带宽和大容量,属于平衡性。
24.25Ghz以上:这个就是行业常说的毫米波频段了,带宽大、速率高、容量大,但是覆盖能力弱。比毫米波频率更高一点的频段,是THz(太赫兹,1T是1000G)频段,这个以前都被认为是6G标准的研究方向。
全球各个地区对6GHz划分态度可分为三个阵营:
i. 全部划给Wi-Fi:如美国、韩国、加拿大和巴西。
ii. 一半划给Wi-Fi,一半划给IMT(或待定):如欧盟、日本和澳大利亚,大部分是将6GHz低频段(5925-6425MHz) 的500MHz给Wi-Fi,阿根廷正在研究将6GHz低段用于Wi-Fi。新西兰尚未制定6GHz频段规划。
iii. 全部划给IMT:极少数。
在6GHz这个频段上,美欧日韩等国家/地区更倾向于全部或部分作为非授权频谱,引导更多的国家向Wi-Fi生态倾斜。而我国工信部的态度是支持将6GHz分配给5G/6G使用,从中国5G商用4年的情况来看,中频段是非常关键的。
从全球5G的发展来看,包括2.6GHz、3.5GHz等在内的中频段都是主流的频段,手机终端方面的支持也最好。
到2030年,全球中频段5G带来的经济价值将达6100亿美元,占5G整体社会经济价值的65%。伴随着5G的快速发展与日益成熟,5.5G和6G技术的更新换代,充足的频谱资源变得至关重要。6GHz频段兼具覆盖和容量的优势,有利于建设高质量的蜂窝通信网络,会是6G移动通信的一个很好的切入点。
相比于国外,5G/6G在国内的发展获得了更多的频段优势。美国的5G建设难以推进,有部分原因就是中频段的频谱资源被占用,无法用于5G网络建设,导致苹果选择了使用毫米波通信的方式作为平替。
而与IMT相对应的另外一个阵营,就是以Wi-Fi为代表的RLAN(Radio Local Area Network,无线局域网)技术。传统的Wi-Fi频段指的是2.4GHz和5GHz,为了满足更大容量、更低延时的需求,开始争取6GHz频段。2.4G、5G和6GHz频道数量如下图所示:
相比于2.4G和5GHz,6GHz带宽更宽,信道更多:就常用的40M带宽而言,有29个信道可供Wi-Fi设备挑选,160MHz信道或320MHz信道也可以轻松实现。如此多的信道有什么好处呢?将网络各节点看成整体,从电脑、手机等电子设备到路由器和网络,任何节点到了瓶颈,都无法提升整个网络的性能。
Wi-Fi设备主要采用20M/40M带宽,一般配有两根天线,支持MIMO模式。40M带宽下最高理论速率达到344Mbps,80M带宽速率可达到700Mbps,可见增加信道资源可以增加速率。虽然MIMO可通过多通道来增加速率,但会增加发送机通道,导致Wi-Fi功耗较高。
对于Wi-Fi来说,抢不到6GHz频段资源,通信速率就没办法大幅度提升,发展前景堪忧。从Wi-Fi 6E开始,为了获得更大的带宽,就将载波频段扩充到支持6GHz载波频段,以此来扩大网络容量。
然而,6GHz频段也存在一些挑战和限制。由于其较高的频率,6GHz信号的穿透能力较差,容易受到障碍物的阻挡而导致信号衰减。
另一个关键点在于,在IMT这个领域,中国作为拥有5G庞大用户群和产业链的国家,技术发言权更大;但在Wi-Fi这个技术方向上,美国产业链控制权占比更大,基本上话语权都在它的手里。
虽然我们目前并未明确说明6GHz低段的用途,但后续可能会和欧盟的频段划分进行更多的对标。在2021年欧盟就将5925-6425MHz明确给到了RLAN,将6425-7125MHz给到了IMT。我们目前在IMT层面已经和欧盟同步,Wi-Fi规范的制定可能已经是进行时了。
因此,留给Wi-Fi 7的可能只剩下一个320MHz的信道或者三个160MHz的信道了。国内以及欧洲,未来的Wi-Fi 7路由器应该更多适配到5925-6425MHz的频段中,排除频段干扰;美国的Wi-Fi 7路由器则适配的是6G全频段,也就是5925-7125MHz的频段。
如果未来会在规定中明确了将5925-6425MHz给到Wi-Fi使用,这对行业来说可能也是一个好消息。专属的频段可以减少不同通信技术之间的干扰,这意味着在此频段内可以实现更好的性能。
2023年11月20日,国际电信联盟2023年世界无线电通信大会(WRC-23)将在迪拜举行。会议上,将讨论决定6GHz频段的最终命运。
实际上,6GHz频段的规划落地不止RLAN和IMT,还涉及到更多无线电业务,比如此前各国针对6425-7025MHz频段IMT系统和同频段卫星固定(地对空)业务进行研究分析,确定二者干扰是否超标,能否共存,通过分析结果来确定频段规划。
因此,在使用6GHz频段时需要进行频谱管理和合理规划,以避免对其他频段的干扰,以确保无线通信的稳定和可靠。
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