中國需要Wi-Fi 6E嗎？

隨著WRC-23（2023年世界無線電通信大會）的臨近，國內(nèi)外關(guān)于6GHz的規(guī)劃討論，變得越來越火熱。

整個6GHz，共有1200MHz（5925-7125MHz）的帶寬。其爭論的焦點在于，是分配給5G IMT（作為授權(quán)頻譜），還是以Wi-Fi 6E（作為非授權(quán)頻譜）。

分配給5G授權(quán)頻譜的呼聲，來自于基于3GPP 5G技術(shù)的IMT陣營。

對于IMT 5G來說，6GHz是繼3.5GHz（3.3-4.2GHz, 3GPP n77）之后，另外一個中頻段頻譜。相比于毫米波頻段，中頻段有更強的覆蓋。相比于低頻段，中頻段有更充裕的頻譜資源。所以說，它是5G最為重要的頻段支撐。

6GHz可以用于移動寬帶（eMBB），借助于高增益定向天線和波束成形后，也可以用于無線寬帶（Fixed Wireless Access）。GSMA最近甚至呼吁：“各國政府如果不能將6GHz作為授權(quán)頻譜使用，將危及5G在全球的發(fā)展前景。”

基于IEEE802.11技術(shù)的Wi-Fi陣營，提出了不同的看法：Wi-Fi對家庭、企業(yè)意義重大，尤其是在2020年新冠疫情期間，Wi-Fi更是承擔(dān)了主要的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。目前，只能提供幾百MHz的2.4GHz和5GHz Wi-Fi頻段已經(jīng)變得非常擁擠，影響用戶體驗。Wi-Fi需要更多的頻譜，以支撐不斷增加的需求。6GHz作為目前5GHz頻段的延申，對于未來的Wi-Fi生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要。

▉ 6GHz的分配現(xiàn)狀

全球看來，目前ITU Region 2地區(qū)（美國，加拿大，拉丁美洲）已經(jīng)板上釘釘，要把整個1.2GHz給Wi-Fi使用。最突出的是美國和加拿大，在部分頻段允許4W EIRP的標(biāo)準(zhǔn)輸出功率AP。

歐洲則采取均衡的態(tài)度，歐洲CEPT和英國Ofcom把低頻段（5925-6425MHz）開放給了低功率Wi-Fi（200-250mW），而高頻段6425-7125MHz目前歐洲并沒有下定論。在WRC-23的議程1.2中，歐洲將考慮把6425-7125MHz規(guī)劃給IMT移動通信使用。

在Region 3亞太地區(qū)，日本和韓國不約而同地將整個頻段全部開放給了非授權(quán)Wi-Fi。澳大利亞和新西蘭先后開始公開征集意見，其主要規(guī)劃與歐洲接近，即開放低頻段給非授權(quán)使用，高頻段持觀望態(tài)度。

盡管各國頻譜管理局采用的都是“技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中立”的政策，即Wi-Fi、5G NR unlicensed都可以用，但從目前的設(shè)備生態(tài)系統(tǒng)和過去5GHz的經(jīng)驗來看，只要頻段是非授權(quán)，Wi-Fi就可以憑借著低成本，易部署，多玩家的策略主導(dǎo)市場。

在全球紛紛將6GHz部分或全部開放給Wi-Fi 6E使用的形勢下，作為通信發(fā)展勢頭最好的國家，我們中國目前的主張是將6GHz全部分配給5G授權(quán)頻譜使用。

考慮到目前中國領(lǐng)先世界的4G、5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，似乎消費者對Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的依賴并沒有過去那么大。那么，未來中國還有必要考慮支持Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7嗎？

該不該將6GHz分配給5G IMT，該分配多少給Wi-Fi，對于這些問題，筆者在之前規(guī)劃新西蘭6GHz的過程中，做了一些研究。筆者認為，6GHz的規(guī)劃，從技術(shù)宏觀層面，需要考慮以下幾點：

▉ 一、光纖覆蓋程度

前面說到，6GHz作為5G中頻段頻譜，擁有很高的重要性。這一點對于光纖基礎(chǔ)設(shè)施較為薄弱、建設(shè)成本高的國家，非常有吸引力。

利用6GHz充足的頻譜資源，F(xiàn)WA可以達到Wireless Fibre“無線光纖”的效果，同時，F(xiàn)WA在建設(shè)成本和網(wǎng)絡(luò)部署速度上，都可能比光纖更加有優(yōu)勢。

然而，如果光纖到戶滲透率高，那么6GHz作為移動寬帶或者是無線寬帶的重要性，就相應(yīng)的降低了。

比如筆者所在的新西蘭，政府規(guī)劃的GPON光纖網(wǎng)絡(luò)將在2022年覆蓋到87%的人口。光纖的性能穩(wěn)定，價格優(yōu)勢，能耗更低，未來依舊是用戶寬帶接入的首選。

歐洲那邊，由于建設(shè)的成本和難度，光纖的滲透程度上沒有那么高。如果一味的追求光纖到戶（FTTH）的人口覆蓋率，經(jīng)濟效益上不一定會有優(yōu)勢。此時，采用基于5G的FWA技術(shù)來做到最后1公里的接入，對于運營商和用戶來說都會非常受益。

光纖的普及，一方面會減少用戶對FWA或者移動寬帶eMBB的依賴，另外一方面，會增加用戶對Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的依賴。Wi-Fi作為網(wǎng)絡(luò)中最后幾十米的接入，需要與光纖的速率相匹配，才能全面體現(xiàn)光纖的容量優(yōu)勢。

目前商業(yè)化的光纖已經(jīng)到達了10-GPON的水準(zhǔn)，上下行的對稱速率10Gbs，ITU在GPON的標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)演化到了50G的上下行速率。

基于5GHz Wi-Fi 6支持的理論速率在9.6Gbs，但這是在無線環(huán)境非常理想的情況下才有可能出現(xiàn)的結(jié)果。實際部署場景中，通常是多臺Wi-Fi設(shè)備連接一個熱點，以及多個熱點在同一地點共存，設(shè)備和熱點間的co-channel或者adjacent channel干擾不可避免。

Wi-Fi采用的載波偵聽多路訪問（CSMA）技術(shù)，既設(shè)備需要在確定頻段沒有被占有的情況下才能發(fā)送，頻段的擁塞程度將對Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的性能產(chǎn)生重大影響。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上，IEEE802.11小組目前也在緊鑼密鼓的規(guī)劃Wi-Fi 7的標(biāo)準(zhǔn)。

Wi-Fi 7將基于6E，采用相同的頻段，支持320MHz的載波。目前的2.4GHz和5GHz都不具備這樣的條件。換句話說，如果沒有6GHz的支持，Wi-Fi 7未來帶來的性能提升將被削弱。

中國的雙千兆基建項目進行得如火如荼，三大運營商早在2017年，就已經(jīng)開始將其光網(wǎng)絡(luò)逐漸升級到10G光纖。

根據(jù)中國寬帶發(fā)展白皮書（2019年）的數(shù)據(jù)，“我國互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入端口數(shù)量達 9.03億個，光纖網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)通達了98%的行政村”?？梢钥闯觯袊诠饫w的滲透率已經(jīng)非常高。將部分頻譜分配給Wi-Fi，有助于充分利用到10G-PON光纖網(wǎng)絡(luò)帶來的提升，將來可以為企業(yè)、零售業(yè)以及寬帶需求高的家庭，帶來社會和經(jīng)濟效益。

▉ 二、3.5GHz頻譜富余程度

3.5GHz與6GHz都是IMT 5G最為重要的中頻段。前面已經(jīng)提到，要想真正享受到5G移動通信帶來的提升，中頻段的頻譜容量非常關(guān)鍵。

各國站在宏觀層面規(guī)劃時，如果在3.5GHz沒有足夠頻譜資源的話，需要在6GHz上找到中頻段的補充。

從下面高通和GSMA發(fā)布的數(shù)據(jù)來看，中國在3.5GHz的5G頻譜目前有300MHz，其中還包括3.3-3.4GHz的室內(nèi)使用，中頻段頻譜總量少于歐盟、北美以及日韓。

未來看來，C band（3.3-4.2GHz）的衛(wèi)星業(yè)務(wù)還將在中國繼續(xù)應(yīng)用于廣播、氣象等重要業(yè)務(wù)。3.6GHz以上還存在大量的微波傳輸業(yè)務(wù)，短期內(nèi)用于5G的頻譜開發(fā)空間不大。

想進一步提升5G以及后5G，還需要更多的中頻段頻譜來支撐。從這一方面來看，6GHz規(guī)劃為5G顯得非常合理。

高通——全球5G頻譜分配

GSMA——全球3.5GHz 5G頻譜持有量

▉ 三、頻譜重耕難度

頻譜規(guī)劃，不可避免涉及到要考慮目前占用情況。如何合理地共享共存或者清理歷史遺留的通信設(shè)備，這在許多國家是個很棘手的問題。

比如在最近FCC的3.7GHz頻譜拍賣中，81億美金的頻譜拍賣收入中，有13億要用于搬遷目前的C band衛(wèi)星占用。

目前，6GHz在歐洲和北美都有大量的點對點微波傳輸通信系統(tǒng)。為了解決共享使用問題，歐洲只允許23dBm室內(nèi)和14dBm室外的小功率Wi-Fi使用。而美國和加拿大，采用了一種Automatic Frequency Coordination的智能數(shù)據(jù)庫協(xié)調(diào)使用方式，這種類似于動態(tài)頻譜共享（Dynamic Spectrum Sharing）的方式，將自動評估新的Wi-Fi AP對固定業(yè)務(wù)的影響，從而分配頻譜和功率。

6GHz在中國也同樣被分配給了點對點微波傳輸業(yè)務(wù)。同時，中國無線電管理局的特別CHN21腳注中，強調(diào)了新建業(yè)務(wù)需要保護微波通信。即使中國決定將6GHz全部用于5G，未來在規(guī)劃實施上，還將會有很多工作需要進行。

綜上所述，6GHz在中國作為下一個5G的重要頻段有理有據(jù)，在國家的5G戰(zhàn)略層面上也至關(guān)重要。

但同時將部分6GHz作為非授權(quán)的Wi-Fi使用，也能讓目前發(fā)達的光纖接入錦上添花。同時開放更多未授權(quán)Wi-Fi頻譜，也能支撐未來Wi-Fi 7生態(tài)系統(tǒng)在中國的發(fā)展。這對于中國的芯片、通信設(shè)備、消費電子等行業(yè)，也會有很大的促進作用。
究竟6GHz花落誰家，讓我們拭目以待吧！

本文作者唐欣博士，長期從事通信行業(yè)研發(fā)、規(guī)劃工作，曾就職于愛立信、諾基亞、新西蘭頻譜規(guī)劃局。文章僅代表作者本人觀點。

參考文獻：

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