与之前的无线标准相比， 5G 技术在全球范围内的推出要复杂得多。由于 5G 需要前所未有的性能水平，运营商必须在复杂的无线电频率海洋中航行，以确保他们能够提供尽可能好的速度和覆盖范围。
较旧的 GSM、3G 和 4G/LTE 技术在相对较窄的频段内运行，使运营商在部署其网络时的选择有限。相比之下， 5G覆盖了整个频谱，从低频段 600MHz 到极高的 47GHz 频率。
结果是，5G 为运营商提供了丰富的选择，帮助他们以最佳方式部署 5G 网络，使他们能够尝试在覆盖范围和性能之间取得理想的平衡。在理想情况下，这将为每个人提供最好的 5G。然而，在现实世界中，事情要复杂得多。
什么是毫米波？
在这个 5G 频谱范围的顶端是毫米波或“毫米波”频率所在的位置，运行频率从 24GHz 到 47GHz。从技术上讲，毫米波被定义为从 30GHz 到 300GHz 的极高频 (EHF) 范围，之所以如此命名，是因为这些频率是波长短至一毫米的频率。
然而，与C 波段频谱一样，美国联邦通信委员会 (FCC) 将美国毫米波范围的下限重新定义为从超高频 (SHF) 区域的上限开始，从 24GHz 开始，跨越47GHz 的 EHF 频段，这是目前分配给 5G 的频谱的高端。
FCC 计划最终许可更高的毫米波频谱——它正在关注目前未获得许可的 57-64GHz 范围以及轻度使用的 71GHz、81GHz 和 92GHz 频率。然而，这可能还需要几年的时间，特别是因为运营商尚未充分利用他们已经拥有的毫米波频谱。
范围与速度
任何使用过家用 Wi-Fi 路由器的人都知道，更高的频率为更快的速度提供了更多的带宽，但这是以牺牲范围和覆盖范围为代价的。来自路由器的 2.4GHz 信号可能会覆盖整个家，但速度相对较差，而 5GHz 频率为游戏和流媒体提供出色的性能，但可能无法到达地下室或后室。
这就是物理定律在无线电波中的作用方式。更高的频率更快，但不能像更低和更慢的频率那样传播。
蜂窝运营商在向客户提供强大和快速的信号方面面临同样的挑战，就像您为 Wi-Fi 路由器寻找理想位置一样。只是运营商必须在更大范围内处理这个问题。
使用更高的频率可以让运营商提供更快的速度，但代价是他们需要建造更多的信号塔并将它们放置得更近，以提供与低频信号相同的覆盖范围。
惊人的宇宙速度，很小的范围
曾几何时，高频毫米波 5G 频段是许多人认为的 5G 技术的未来。毕竟，它可以提供令人难以置信的令人印象深刻的速度，远远超出大多数有线宽带服务的能力。
在理想条件下，毫米波频率上的 5G 速度可以达到 4Gbps，尽管发现设备徘徊在 500Mbps–1Gbps 区域更为常见。然而，即使是最慢的毫米波速度也比使用较低频率时可用的平均 5G 性能快 3-4 倍。
正如一些运营商很快发现的那样，问题在于这些极高的频率具有令人沮丧的短距离。单个毫米波收发器不太可能为比城市街区大得多的任何地方提供可靠的覆盖。
考虑到毫米波信号从 24GHz 开始——这比 Wi-Fi 和蜂窝通信通常使用的频率高出一个数量级，这不足为奇。
但是，这会使它们远离通常会引起干扰的任何事物的范围，特别是因为这些频率上的所有事物也具有类似的短距离。通常，您会发现卫星气象系统、军用武器雷达、警察测速雷达和机场检查站的安检系统使用的 EHF 频谱。
毫米波景观
考虑到所有这些，大多数运营商在毫米波技术方面做得并不多也就不足为奇了。
在美国运营商中，只有 Verizon在其早期的 5G 部署中大力押注毫米波。 AT&T 涉足其中，而 T-Mobile 则主要避开该频谱。
Verizon 的赌注让它在早期就拥有了惊人的 5G 速度。 OpenSignal的 2020 年报告显示，Verizon 在全球范围内处于领先地位，其平均下载速度是其下一个最接近的竞争对手韩国 LG U+ 的两倍多。
然而，这些高速的诀窍在于 Verizon 仅将毫米波频谱用于其 5G 网络。该运营商没有速度较慢的中频段或低频段 5G 网络来拖累其数量。这是 Verizon 最初存在的 5G 超宽带网络。它几乎完全在 28GHz 频谱上运行。
此外，Verizon 的 506Mbps 速度需要有一个相当大的限定词——99% 的运营商客户无法使用它们。 mmWave 的极短范围意味着 Verizon 没有将其部署在几个主要城市中心之外， OpenSignal指出，Verizon 的客户只有大约 0.4% 的时间访问其 mmWave 5G 网络。 到 2021 年，这一数字翻了一番，达到 0.8% ，但这仍然意味着 Verizon 的客户将 99% 以上的时间花在了 4G/LTE 连接上。
AT&T选择更具战略性地使用 mmWave 。它在早期就获得了大量 24GHz 5G 频谱的许可，主要部署在几个城市用于商业用途。后来，它斥资 12 亿美元收购了相当大的一块 39GHz 频谱，并更积极地向客户部署了这些频谱。 AT&T 称其为 5G+ 服务。
从技术上讲，T-Mobile 确实在一些城市部署了一些毫米波，但运营商并没有太多谈论它。 T-Mobile 早在其竞争对手获得梦寐以求的 C 波段频谱之前就拥有大量快速中频频谱可供使用，因此 mmWave 对运营商的计划几乎没有那么重要。
毫米波的好处
AT&T 没有像 Verizon 那样将其整个 5G 网络建立在毫米波上，而是专注于在体育场和机场等极其密集的区域使用毫米波蜂窝来增强其低频 5G。
这利用了毫米波最显着的优势之一。极高的频率不仅为个人用户提供更高的带宽；所有这些额外的带宽也让它更有效地处理拥塞。
使用一些过于简单的数学公式，如果毫米波收发器可以为单个设备提供高达 4Gbps 的吞吐量，那么 40 台设备可以轻松获得稳定的 100Mbps 连接，而不会减慢彼此的速度。
此外，较短的毫米波范围意味着运营商必须部署更多的收发器。等到 AT&T 安装了足够覆盖足球场的收发器时，它就可以有效地为数千名参加比赛或活动的人提供高性能 5G。
同样，毫米波在机场非常理想，不仅因为通过的乘客数量众多，而且因为这些频率与航空中使用的任何东西相距甚远，因此没有围绕它们的争议。
T-Mobile 还悄悄表示，它将继续在有意义的地方构建 mmWave，但与 AT&T 和 Verizon 不同，它不打算区分其 mmWave 网络。连接到 mmWave 时，T-Mobile 客户不会在手机上看到“5G+”或“5G UW”符号。相反，无论是坐在家里还是参加超级碗，T-Mobile 上的人们都将获得可靠的覆盖范围和性能。
关键毫米波频率
一些运营商也许可了其他部分的毫米波频谱，尽管其中大部分可能不会很快投入使用。
例如，T-Mobile 和 Dish 持有的许可证占 47GHz 频谱的 99%。目前尚不清楚这些运营商计划对此做什么，特别是因为它将提供对 Verizon 的 28GHz 和 AT&T 的 39GHz 的更差的覆盖范围。
更重要的是，目前没有任何消费类智能手机可以达到 47GHz 频率。苹果的iPhone 13 系列和三星的 Galaxy S22 机型仅支持少数 mmWave 5G 频段，分别为 n257 (28GHz)、n258 (26GHz)、n260 (39GHz) 和 n261 (28GHz)。其中，只有 n260 和 n261 被美国运营商使用；其他是为了与全球毫米波 5G 服务兼容。
未来是C波段
就像 5G 初期的毫米波频谱听起来一样令人兴奋，运营商已经意识到这不是 5G 技术的未来所在。
Verizon 必须最艰难地吸取这一教训，其 99% 的客户都不具备早期的 5G 网络。 Verizon 紧随其后，推出了频率较低的“全国 5G 网络”，该网络与其 4G/LTE 信号共享空间。这为客户提供了手机上的“5G”指示器，但通常提供的速度并不比 4G 好。
直到 Verizon 能够部署其C 波段频谱，它的 5G 命运才真正开始改变。这不完全是 Verizon 的错。它首先不得不投入 450 亿美元来获得 C 波段频谱的许可，然后与担心这会导致飞机仪器出现问题的航空业作斗争。
尽管如此，当 Verizon 最终在 2022 年初开启其新的 C 频段时，更多的客户 开始看到真正的 5G 速度。 Verizon 将新的 C 频段网络作为其超宽带 5G 服务的一部分，这是性能上的巨大飞跃。
虽然 AT&T 一直在逐步推出其 C 波段服务，但少数几个可用城市的客户也发现他们的 5G 速度有了令人印象深刻的提升。
即使是已经拥有强大的 2.5GHz 超容量 5G 网络的 T-Mobile，也计划使用更高频率的 C 波段频谱在需要更多容量的领域为其客户提供必要的提升。
最后，毫米波在公共 5G 技术中的作用是增强现有网络，而不是取代它们。毫米波频谱的巨大容量使其成为在人口极其密集的中心提供可靠 5G 的理想选择。然而，短程意味着它永远无法独立存在。毫米波始终最适合用作“启动”以在某些区域支持 5G。