# 美版 iPhone 12 独占的 5G 毫米波 ，和国行版有什么不同？ - 作者：李超凡 - 发布时间：2020-11-04 09:30 - 分类：公司 - 原文：https://www.ifanr.com/1376154 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/mobile01-b389aecefe2e58b513962df3994c4c04.png) 今年的 iPhone 12 又恢复了昔日加价取货的盛况，去年因为 iPhone 11 没有 5G 而持币观望的用户，终于有了换机的理由。 而在发布会上，苹果也将 5G 作为最重要的亮点进行介绍。iPhone 12 几乎支持目前所有的 5G 频段，超过主流的 Android 机型，不过只有美版支持毫米波频段。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/10/1-13.jpg) 一些网友因此疑惑，不支持毫米波的国行版，是不是一部阉割版的 iPhone 12 呢？答案是否定的，这并不会影响国内用户在 iPhone 12 上使用 5G，而国内的 5G 网络也不支持毫米波。 不过，支持毫米波的 iPhone 12 和使用低频 sub-6GHz 的国行版在 5G 体验上的确存在差异。今天就来谈谈 5G 毫米这个话题，这篇文章试图弄清楚几个问题： - 美版 iPhone 12 和国行版的 5G 体验有何不同？ - 毫米波和 sub-6GHz 谁才是「真 5G」 ？ - iPhone 12 5G 状态耗电快，和毫米波有关系吗？ - 为什么美国 5G 网络支持毫米波而中国不用？ - 现在的 5G 毫米波真的不可用吗？ - 中国未来会用上毫米波吗？ ### 美版 iPhone 12 独占的 5G 毫米波 ，和国行有什么不同？ 美版 iPhone 12 独占的毫米波，和国行版支持的 sub-6GHz ，其实就是目前全球 5G 网络频段两大分支。 顾名思义，毫米波的频率波长小于 10 mm，一般指的是 24 GHz 以上的频段。而 Sub-6 GHz 则是 6GHz 以下的网络频段，因为波长为厘米级，又被称为「厘米波」。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/278e0cdb936847a79e31adec5d58cff7.jpg) 毫米波和厘米波，看名字似乎是毫米波赢了，就像导航卫星里毫米级显然比厘米级定位更精准，那么 5G 毫米波也比 sub-6GH 更强大吗？ 的确，毫米波有着 sub-6GHz 难以望其项背的优势，从最直观的网速就能体现。 根据网络测速平台 [Ookla 的实测数据](http://news.ctocio.com.cn/qydt/2020/08/14/32760.html)，5G 毫米波终端下载速度是 6GHz 以下频段的 4 倍，平均速率达到 900 Mbps，峰值速率超过 2Gbps。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/98a85764484143e0ad2ba3b196bcd116.jpeg) 在上个月的发布会上，苹果表示 iPhone 12 最高可以实现 4Gbps 的峰值下行速率，指的也是毫米波。目前国内 200 元以内套餐最多提供 60 G 流量，在这个速率下 2 分钟就能用完。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/10/7a6fa08b319beb5.jpg) 当然这是理论峰值，实际使用一般达不到。而在 [SpeedSmart 对 iPhone 12 的 5G 网络测试](https://finance.sina.com.cn/tech/2020-10-15/doc-iiznezxr6029462.shtml)中，采用毫米波 5G 的 Verizon iPhone 12，下载和上传速度都要明显高于使用 sub-6GHz 的iPhone 12。 既然毫米波这么强，是不是得赶紧买个美版 iPhone 12 才更划算？ ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/10/000010.png) 先别急，虽然毫米波在网速上可以轻松碾压 sub-6GHz，却有个致命缺陷。那就是信号衰减大，覆盖范围小。 根据物理学的常识，电磁波频率越高波长越短，传输距离越短，穿越障碍物时的信号衰减也越长。比如 28GHz 频段的信号衰减就比 700MHz 要高 1600 倍。 因此采用毫米波的 5G 手机可能被任何东西挡住信号，树木和雨雾就能阻挡掉一大半信号，连人体对对毫米波的损耗也能达到 11~28dB，可以再现 iPhone 4 的「死亡之握」，更别说要穿墙了。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/db.png) 尽管已经有不少技术方案来解决毫米波信号衰减和阻挡的问题，但在商用中的表现依然不够理想。 Google 曾在美国对于相同范围内、相同基站数量的 [5G 覆盖范围进行测试](https://www.displaysupplychain.com/blog/the-us-may-have-already-lost-the-5g-battle)，结果显示采用毫米波部署的 5G 网络，100Mbps 速率的可以覆盖 11.6% 的人口，在 1Gbps 的速率下可以覆盖 3.9%的人口； 而采用 sub-6GHz 的 5G 网络，100Mbps 速率下可以覆盖 57.4%的人口，在 1Gbps 的速率下可以覆盖 21.2% 的人口。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/641.png) ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/1_5.jpg) ▲ 上图为毫米波覆盖率，下图为 sub-6GHz 覆盖率. 图片来自：Google 正是因为毫米波信号损耗高，集成到手机时还不能采用传统的天线，需要安装更多天线，对基带数字处理能力依然提出更高要求，美版的 iPhone 12 侧边的「补丁」，就是毫米波的天线模组。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/iphone_comparison_no_mmwave_window.jpg) 更复杂的制作工艺带来的是更高的成本。根据郭明錤的说法， iPhone 12 系列采用的 Sub-6 和毫米波两种 5G 组件成本分别为 75–85 美元和 125–135 美元。 此外最近 iPhone 12 被曝出在 5G 状态下耗电极快，这也和 5G 手机的天线设计手机有一定关系。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/10/iPhone-12-battery.jpg) 5G 终端一般采用 Massive MIMO（大规模多入多出）天线技术来提升网络传输效率，补偿信号衰减，毫米波要商用更离不开这项技术。 不过 Massive MIMO 技术是以更高的计算成本为代价降低传输功耗的，手机需要集成更多天线，多根天线同时发送（多出）和接收信号（多入）意味着更高的功耗，自然也更加耗电。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2019/03/mmwave-03.jpg) 简单来说 ，毫米波就像是一个短跑选手，爆发力强，但能跑的距离有限。而 sub-6GHz 则是一个长跑选手，跑得更慢但跑得更远，自身的优点恰好也是对方的缺点。 虽然[高通去年曾暗讽华为 5G 不支持毫米波，不是真 5G](https://www.eet-china.com/robotics/2967.html)，但其实这只是双方在 5G 路线之争上的宣传手段。而毫米波和 sub-6GHz 其实也不冲突，相反在未来很长时间内还会以协同组网的方式提供 5G 服务。 ### 为什么美国用毫米波，中国不用？ 正如前文所说，5G 毫米波的商用面临不少问题，那为什么美国要以毫米波为基础部署 5G 网络 ，难道美国运营商不知道毫米波的缺陷吗？ ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/10/5g.png) 其实美国运营商何尝不想用低频的 sub-6GHz ，只不过这一频段大部分都已经用于军用通信和国防通讯，即便要腾出来商用，清理频段也不是一时半会能完成的。 在这样的背景下，运营商只能押注毫米波。其中为 iPhone 12 提供 5G 毫米波服务 Verizon ，也是全球最早商用 5G 服务的运营商，早在 2018 年就在美国 4 个城市提供 5G 服务，并表示「毫米波频谱是实现 5G 超宽带网络的基石」。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/shutterstock_1178920885.jpg) 可受制于 5G 毫米波还未完全成熟的配套技术，5G 在美国的普及相对缓慢。根据[华尔街投资银行 Jefferies 旗下的 M-Science 的数据](https://tech.sina.cn/csj/2020-08-13/doc-iivhvpwy0811850.d.html?from=wap)，截至 2020 年 7 月中旬，美国 5G 用户数为 408.2 万户，还不到韩国 5G 用户数量的一半。 而在全球范围内，大部分运营商都先采用了Sub-6G 作为 5G 的组网方案。[标普全球评级（S&P Global Ratings）一份报告显示](https://www.spglobal.com/marketintelligence/en/news-insights/research/52-markets-worldwide-have-commercial-5g-services)，截至今年 9 月，在全球 52个市场中已经商用的 113 家运营商中，只有 12% 采用毫米波频段。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/06/img_5ef21080c6d5f.png) 显然在毫米波彻底解决信号衰减和覆盖范围的问题之前， sub-6GHz 才是在短期内让 5G 覆盖更广泛的有效方案。 其实美国也已经意识到了这个问题，开始回过头来部署 sub-6GHz 的 5G 网络，不久前美国向运营商拍卖了原本用于军事用途的 100MHz 中频段频谱，计划在 2022 年中期开始投入商用。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/us-5g-auction-995x559jpg_49205.jpg) 在美国国防部国防创新委员会发布的《[5G 生态系统：对美国国防部的风险与机遇](https://www.secrss.com/articles/10324)》报告中也指出： > 由于传播和成本限制，现阶段毫米波基本上不能在美国大规模部署，Sub-6 GHz 的中频频谱（在3 GHz 和4 GHz 范围内）将成为未来几年广域网的全球标准。 而中国运营商则幸福得多的，我国在 Sub-6 频段的资源相对充裕，能将 100 MHz或以上连续试验频率分配给几大运营，而国外的运营商大都要靠拍卖来获取频段，价格往往数以亿计。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/v2-e21b613f8b547447a5520a9f220829a1_1440w.jpg) 比如去年[德国电信为了收购 2GHz 频段的 40MHz 频谱 ，就花费了近 22 亿欧元(约合 172 亿人民币)](https://finance.sina.com.cn/roll/2019-06-18/doc-ihvhiqay6364271.shtml)。 虽然中国不用因为频段资源急着上毫米波，但同时也在积极研究和布局毫米波。因为现在看起来有点鸡肋的毫米波，才是 5G 真正的未来。 ### 没有毫米波的 5G，的确是不完整的 在 B 站 UP 主何同学成名的那期关于 5G 的视频里，他曾表示速度其实是 5G 最无聊的应用。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/204529586981.jpg) ▲ 图片来自：[虎嗅](https://www.huxiu.com/article/388291.html) 目前我们对于 5G 的感知主要还是网速快一些，这是因为 5G 还缺乏杀手级的应用，有网友还调侃如今 5G 网络的杀手级应用就是测速软件。 其实在 5G 的三大应用场景中，除了提升网速的增强移动宽带 (eMBB) 外，还有海量机器通信 (mMTC)和超可靠低时延通信 (URLLC)。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/225156835091.jpg) 要实现后面两个这两个 5G应用场景，都离不开毫米波。 比如海量机器通信 (mMTC）的要让设备连接数密度达到 100 万台 / 平方公里，这样即使在人满为患的地铁和体育馆中，每个人的设备也能流畅上网，需要借助 5G 毫米波**技术带宽大、瞬时速率高、系统容量大**的优势来实现。 像 AR/VR 、云游戏和工业机器人等需要低时延的应用场景也是，而 5G 毫米波系统空口时隙长度最小可至 0.125ms，只有目前主流 5G 中低频系统的四分之一。 就像全球移动通信系统协会(GSMA) 在《[5G 毫米波技术白皮书](https://www.gsma.com/greater-china/wp-content/uploads/2020/09/5g-mmwave-technology-white-paper-gsma-a4.pdf)》中提到的，**5G 毫米波是移动通信技术演进的必然方向，毫米波可以充分释放 5G 的全部潜能**。 而提升 5G 毫米波覆盖能力的技术也日趋成熟，除了前面提到 Massive MIMO 外，波束赋形技术也是常用的解决方案。 传统 4G 基站和采用波束赋形的 5G 基站之间的区别，就像是灯泡和手电筒。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2019/03/mmwave-01.jpg) 4G 基站发出的信号就像灯泡一样全放为发散，而波束赋形则可以将无线电波对准需要移动网络的终端，就像手电筒一样将光束照向目标，并随着目标移动，这能大大增加毫米波的通信距离。 另外毫米波可以部署大量的小型基站，过减小通信距离来保证高峰值吞吐量，从而提升覆盖范围，这比 5G 中低频采用铁塔大小的宏基站成本更低。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/iStock_1049299958.5c48a99fb736b.png) 在一系列技术加持下，目前毫米波在室外[视距传播已经可以达到 1-2 公里](https://www.huxiu.com/article/380962.html?f=member_article)，而非视距的覆盖距离在 100-200 米之间。 9 月份高通联合爱立信、Casa Systems 将毫米波的通讯范围扩大到 3.8 公里，这也是目前毫米波最长的传输距离。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/giphy.gif) 高通公司中国区研发负责人徐皓曾表示，**具备毫米波能力才是完整的 5G，5G 毫米波的部署是实现 5G 全部愿景的重要步骤**。 而上述这些技术，让那个距离真正改变我们生活的 5G ，又近了一些。 ### 中国何时用上 5G 毫米波？ 虽然中国 5G 去年 6 月才正式商用，但根据工信部的数据，截至 9 月底，全国累计开通建设的 5G 基站已经超过 [69 万个](https://finance.sina.com.cn/tech/2020-10-31/doc-iiznctkc8700370.shtml)，中国 5G 用户超过 1.5 亿。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/5G-china-mobile-jizhan.jpg) 而目前全球部署的 5G 基站才超过 80 万个，全球 5G 用户数量总共才不到 2 亿，可见中国在 5G 建设进度上已经处于领先地位。 在 5G 不断普及的同时，中国的毫米波应用也已经提上日程。按照中国 IMT-2020（5G）推进组的规划，将分为三个阶段来推进 5G 毫米波： - 2019 年重点验证 5G 毫米波关键技术和系统特性； - 2020 年重点验证 5G 毫米波基站和终端的功能、性能和互操作； - 2020 到 2021 年开展典型场景应用验证。 在 2022 年的北京冬奥会上，中国联通将采用基于 5G 毫米波技术的组网方案，为冬奥会场馆提供网络服务。 除了运营商，硬件厂商也在为毫米波的商用做准备。毫米波定制版一加 8 成为中国首款支持 5G 毫米波的智能手机，华为 Mate X 也有毫米波版本，但没对外发售。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/05/IMG_7068_polarr.jpg) 而在相关产业链上，中国联通网络技术研究院副院长[迟永生指出](https://m.c114.com.cn/w119-1130088.html)，**国内毫米波的产业链相对国外还是比较薄弱，核心技术、核心器件国产化程度比较低**。 不过中国在 5G 毫米波芯片上也有所突破，[南京网络通信与安全紫金山实验室研制的毫米波芯片](https://www.leiphone.com/news/202006/iOHP6WmZxv4IAVvq.html)，已经将每通道成本由 1000 元降至 20 元，并有望在 2022 年商用。 ![](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2020/11/2020_0120_bea500bcj00q4dq7h0019c000go00chc.jpg) 不仅是中国，目前全球 120 多家运营商都投入到了毫米波的研发中。他们看中的是 5G 毫米波的巨大应用前景，以及可观的商业潜力。 根据 GSMA 预测，2020—2034年毫米波 5G 对全球 GDP 的贡献将呈指数增长态势，2034 年将为全球 GDP 贡献5650亿美元、贡献税收达 1520 亿美元。 到那时，当人们提到 5G，联想到的可能不再是手机，甚至已经有了取代智能手机的设备。