美國發(fā)展5G面臨著哪些挑戰(zhàn)和機(jī)遇

美政府問責(zé)局（GAO）發(fā)布題為《5G無線技術(shù)》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(jié)了5G能夠帶來的機(jī)遇，最后分析了美國部署5G面臨的挑戰(zhàn)。《報告》指出，盡管5G主要由工業(yè)界部署，但美國政府和其他組織應(yīng)明確頻譜等公共資源如何使用，以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的義務(wù)。

一、基本情況

5G是一系列第五代無線通信技術(shù)，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(shù)據(jù)吞吐速率、更可靠的通信連接，以及更快的網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時間，可應(yīng)用于自動駕駛車輛、智能制造及遠(yuǎn)程醫(yī)療等領(lǐng)域。

4G工作頻段低于2.6吉赫茲，而5G使用高達(dá)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(lǐng)域；而高頻段由于極高的數(shù)據(jù)容量，適于密集城市或體育場等領(lǐng)域。

二、機(jī)遇

《報告》指出，5G在通信網(wǎng)絡(luò)完善之前，可能難以實現(xiàn)重大創(chuàng)新。但是，5G確實能夠為美國帶來若干發(fā)展機(jī)遇：

①高帶寬應(yīng)用。5G更快的通信連接與數(shù)據(jù)吞吐速率，將推動云服務(wù)、視頻流、大型游戲、虛擬與增強(qiáng)現(xiàn)實等應(yīng)用發(fā)展。

②物聯(lián)網(wǎng)。5G的超高數(shù)據(jù)容量可同時連接大量設(shè)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(guān)鍵任務(wù)通信。5G可實現(xiàn)超可靠低延遲通信，能夠使自動駕駛汽車、工業(yè)設(shè)備、機(jī)器人和無人機(jī)等更可靠地運(yùn)行。

④經(jīng)濟(jì)效益。部署5G可為美國帶來大量新的就業(yè)機(jī)會，產(chǎn)生數(shù)十億美元的經(jīng)濟(jì)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(jìn)5G發(fā)展，美國聯(lián)邦機(jī)構(gòu)需要確保頻譜可用，尤其在擁擠的中頻段，同時平衡現(xiàn)有用戶的續(xù)期。相關(guān)研究人員也在開發(fā)新技術(shù)以優(yōu)化頻譜使用。②基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。低延遲高帶寬應(yīng)用需要部署大量基礎(chǔ)設(shè)施，包括光纖和小型蜂窩。部署這些基礎(chǔ)設(shè)施可能代價高昂，且需要熟練工作人員。③網(wǎng)絡(luò)安全。盡管5G有望增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全，但部署大量5G網(wǎng)絡(luò)組件增加了網(wǎng)絡(luò)漏洞的風(fēng)險。此外，由于外國公司主導(dǎo)5G供應(yīng)鏈，部署5G可能存在潛在國家安全隱患。④數(shù)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(nóng)村及低收入地區(qū)難以獲得5G帶來的收益，進(jìn)而擴(kuò)大數(shù)字鴻溝。⑤隱私。5G基站比4G基站更為密集，這使5G網(wǎng)絡(luò)能夠提供更精確的位置數(shù)據(jù)，增加隱私暴露的風(fēng)險。