美政府問責局(GAO)發(fā)布題為《5G無線技術》的科技評估與分析報告(下稱《報告》),概述了5G的基本情況,總結了5G能夠帶來的機遇,最后分析了美國部署5G面臨的挑戰(zhàn)?!秷蟾妗分赋?,盡管5G主要由工業(yè)界部署,但美國政府和其他組織應明確頻譜等公共資源如何使用,以及相關網絡運營商的義務。
一、基本情況
5G是一系列第五代無線通信技術,可在多個方面顯著改善移動通信。相比4G,5G可提供更快的數據吞吐速率、更可靠的通信連接,以及更快的網絡響應時間,可應用于自動駕駛車輛、智能制造及遠程醫(yī)療等領域。
4G工作頻段低于2.6吉赫茲,而5G使用高達6吉赫茲的中頻段以及超過24吉赫茲的高頻段。由于更高的頻率能夠支持更快的數據吞吐速率,5G至少比4G快20倍。但信號頻率越高,則其穿透墻壁和其他障礙物的能力就越低。為解決該問題,5G可能需要部署更多更小的蜂窩天線。
5G不同頻段的特性差異較大,可視情選用。例如,中頻段由于傳輸范圍與數據容量的良好組合,適于需要超可靠低延遲通信的自動駕駛車輛等領域;而高頻段由于極高的數據容量,適于密集城市或體育場等領域。
二、機遇
《報告》指出,5G在通信網絡完善之前,可能難以實現重大創(chuàng)新。但是,5G確實能夠為美國帶來若干發(fā)展機遇:
①高帶寬應用。5G更快的通信連接與數據吞吐速率,將推動云服務、視頻流、大型游戲、虛擬與增強現實等應用發(fā)展。
②物聯網。5G的超高數據容量可同時連接大量設備,如支持智能交通與物流系統(tǒng)、智能工廠及智能城市的傳感器等。
③關鍵任務通信。5G可實現超可靠低延遲通信,能夠使自動駕駛汽車、工業(yè)設備、機器人和無人機等更可靠地運行。
④經濟效益。部署5G可為美國帶來大量新的就業(yè)機會,產生數十億美元的經濟效益。
三、挑戰(zhàn)
《報告》分析了發(fā)展5G將面臨的多方面挑戰(zhàn):①頻譜管理。為促進5G發(fā)展,美國聯邦機構需要確保頻譜可用,尤其在擁擠的中頻段,同時平衡現有用戶的續(xù)期。相關研究人員也在開發(fā)新技術以優(yōu)化頻譜使用。②基礎設施建設。低延遲高帶寬應用需要部署大量基礎設施,包括光纖和小型蜂窩。部署這些基礎設施可能代價高昂,且需要熟練工作人員。③網絡安全。盡管5G有望增強網絡安全,但部署大量5G網絡組件增加了網絡漏洞的風險。此外,由于外國公司主導5G供應鏈,部署5G可能存在潛在國家安全隱患。④數字鴻溝。5G可能主要在人口稠密的城市地區(qū)部署。這將使農村及低收入地區(qū)難以獲得5G帶來的收益,進而擴大數字鴻溝。⑤隱私。5G基站比4G基站更為密集,這使5G網絡能夠提供更精確的位置數據,增加隱私暴露的風險。