新iPhone们仍不支持低频段,它却是大势所趋

摘要

未来改变手机的或许不再是苹果而是低频段,无论是在深山老林抑或郊外无人的地方,你都不需要担心手机没网络。

上个月,美国电信运营商 T-Mobile 以 80 亿美元的价格从 FCC 手中购得 600 MHz 频段使用权拍照,当时它曾被评价为全球第一个「顶级低频段」LTE 网络。但苹果新发布的 iPhone 8、iPhone X 却仍不支持该频段信号,难道 TMobile 的 80 亿美元就此打水漂了吗?

低频段,让信号覆盖的更广

在回答是否 80 亿美元打水漂之前,我们可以先了解一下手机是如何利用频段进行信号传输的。

当你在使用手机网络获取信息时,需要经过这样几个步骤。手机将你需要获取的信息转化为信号发射到网络基站,基站进行处理后发到服务器,服务器进行响应后又经过相似步骤返回到手机。其中手机发射的信号其实就是一种短波,这种短波的长度本身就会影响到我们通信和使用网络的效果。

如果你要想和别人沟通,那么你们需要有共同的语言。这个原理同样适用于通信领域的信号传输,从电话到智能手机的演变过程中,波频都起着这样的桥梁作用,只有你和别人在相同频率才能沟通。

而短波长短则会影响到其传播范围和穿透能力,根据物理学上的发现,波长越短,波传播的范围就越广,反之则相反。

(不同波长在通信等领域的运用 图|百度百科截图)

就以使用低频的广播基站来说,一个广播基站可以辐射到的范围十分之广。在抗战期间延安的广播,不仅在山城重庆都能够收到,甚至在海外某些地方都能收到,为我党宣传自己的政策出了不少力气。

但如果当时使用高频段,要实现同样的传播效果,可能就要建更多的基站才能实现,变得困难许多,比如在某地实现信号完全覆盖需要三个 1800MHz 的基站的话,那么 600MHz 频段的基站则只需要 1 个。即,波频长短会影响其传播长度和穿透能力。

而回到 TMobile 这次拿到 600MHz 频段使用权这事上,由于目前的 LTE 网络基本上全都处在 825 MHz 和 3800 MHz 之间,相比而言 600 MHz 的频段信号传输距离更远,覆盖面更广。这意味着网络的稳定性、流畅性更好,无论你在哪都能享受到优质的网络服务。对于厂商而言,其意义不言而喻。

广播电视和移动网络的频段斗争史

既然低频段这么好,为什么此前没有电信运营商使用呢?

事实上,这是一个历史遗留问题。如果把通信历史拉开来看,人类近现代通信史上产品的大致路线是电话、电报、广播到电视,再到功能手机、智能手机,而这些所有产品的使用都要涉及到一项技术——发射波频。

仍然把波频比作桥梁的话,那么从 3MHz 到 3GHz 这段波频可以看做长长短短无数个联通你和内容的载体桥梁。在这个桥梁上,广播的信息可以通过、电视的也可以通过、智能手机的也可以通过。但如果没有划定车道的话,很容易就会发生堵车甚至撞车事故。

在通信领域同理,因为频段就像 IP 地址一样,人类开发可用的是有限的,为了让不同的信号不串号,广播的内容传输不会干扰到手机的内容,就需要对频段进行划分。

事实上,对通信使用的频谱的划分不仅是单独一个国家的事情,为避免各国的所使用的频段不同,造成各种通信设备信号接收和干扰问题,国际上各主要国家在 1865 年就设立了国际电信联盟(IUT)对频谱和频率指配进行管理。

而在通信发展史上,广播和电视事实上就占据了先天优势。早于手机近百年出生的广播和电视,为了让各自的产品都能达到最好的效果,提早就将优质的频段划清界限。在 3MHz 到 3GHz 这个适合通信利用的频段,广播和电视已经提前通过建立大量基站,向国家申请频段牌照将优质的频段占据了。

因此作为后来者的手机通信就没有多少可选的余地,目前中国、美国在内的主流移动通讯的频段在 800MHz 到 1.8GHz 之内。

(目前国内的频段使用牌照虽然是国家控制的,但也要按照国际规矩来  图|网络)

不过在手机移动网络快速发展的同时,广播和电视却开始走下坡路。对占用大量优质频段不满的电信商也开始像有关机构提出重新划分频段的诉求。事实上,这个问题也被各国政府所重视,从本世纪初开始,美国联邦通信委员会(FCC)就开始要求电视广播相关机构交出部分频段资源。

虽然背后还存在大量的传统广播电视行业与移动网络行业的力量博弈,但对于频段资源的重新划归还是被提上日程。2010 年 3 月美国发布了《国家宽带计划》,建议国会赋予 FCC 实施激励拍卖的权力。在 2012 年 2 月,国会正式赋予 FCC 激励拍卖的权力。自那时开始 FCC 开始拍卖从 600MHz 到 800MHz 之间的频段拍照。而从 2016 年开始,FCC 耗时近 10 个月,进行了原本属于无线电视的 600MHz 频段激励拍卖,最终 TMobile 赢得了这一频段的使用牌照。

低频段搭配5G 技术,物联网不再是想象

(正在测试的自动驾驶汽车  图|视觉中国)

事实上,除了 TMobile,国内的移动也在不久前拿到 700MHZ 的频段资源牌照。但除了政府在对频段划分的同时,市场也开始拥抱低频段,高通在年初的骁龙 835 处理器上的 X16 通讯模组使用了 600MHz 频段,而三星、LG 等手机厂商都将在今年末推出符合低频使用的手机产品。

从短期看,因为目前主流的手机制式移动网络都不支持像 600MHz 这样原本归属于电视数据传输基站,肯定会面临重建基站的问题。这也是 TMobile 已经在着手解决的问题,T-Mobile 在 2017 年内,将 600MHz LTE 频段推广到怀俄明等将近十个州。最明显的,TMobile 在年底前,将美国境内 LTE 网络的覆盖人数,从 3.15 亿、提升到 3.21 亿。

从长远来看,移动网络对低频段的利用更是个好事,它不仅仅是对目前网络覆盖不佳的偏远地方有益,更可以配合即将成熟的 5G 为未来物联网、无人驾驶提供网络支撑。

虽然目前我们已经进入 4G 时代,但 4G 网络所宣称的数十兆的速度在野外等基站较少的地区却很难体会到,其中影响因素就是包含了频段传输信号的问题。而5G 技术成熟后,网速相比 4G 理论上要上升一大个平台,理论速度将达到数十 GB 每秒,这时相比目前主流频段,低频段的网络不仅能保证信号传播得更远,其穿透能力也将变得更好,更接近 5G 传输速度的理想水平。

对于自动驾驶而言,则意味着其驾驶范围不再受所处地理位置的限制,即使是在遥远的乡村也不用担心因为没有信号而受到限制。而物联网智能感知、识别与普适计算等通信感知所需要的极速而稳定的网络服务也将能得到满足。

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