美國 FCC 開放 6GHz 頻段 1200MHz 頻譜供非授權、免特許執照使用,Wi-Fi 6E、5G NR-U 先行搶進

美國 FCC 開放 6GHz 頻段 1200MHz 頻譜供非授權、免特許執照使用,Wi-Fi 6E、5G NR-U 先行搶進

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美國 FCC 於當地時間 2020 年 4 月 23 日宣布,開放 6GHz 頻段 U-NII-5、U-NII-6、U-NII-7、U-NII-8 共計 1200MHz 頻譜資源,供非授權裝置使用,預計首先搶進這頻段的規格將是 802.11ax/Wi-Fi 6E 以及 5G NR-U,前者可獲得最高 7 個 160MHz 頻道,後者則是透過非授權頻段提升 5G 頻寬容量。

美國當地時間 2020 年 4 月 23 日宣布,6GHz 頻段(5.925GHz~7.125GHz)1200MHz 頻譜資源將開放給非授權、免特許執照使用。在 FCC 官方新聞稿當中,提到 802.11ax/Wi-Fi 6E 將是首先受惠的對象,低功率運作裝置可使用全部 1200MHz 頻譜,標準功率裝置則可運作於其中的 850MHz。

當然,5G 行動通訊也虎視眈眈這新釋出的非授權頻段,5G NR-U 就是為此而來,透過新釋出的非授權、免特許執照頻段,LAA(Licensed Assisted Access)擴大原先電信業者的網路容量,或是 SA(Stand-Alone)直接在非授權頻段自組 1 套 5G 專用網路,供公司、工廠……內部自行使用。

美國 FCC 於 2020 年 4 月 23 日宣布,開放 6GHz 頻段(5.925GHz~7.125 GHz)1200MHz 頻譜資源予非授權、免特許執照使用,但也會採取相關措施,保護已經在此頻段運作的授權、特許執照使用者的權力、傳輸不受影響。

在 6GHz 頻段(5.925GHz~7.125GHz)1200MHz 頻譜資源當中,美國早先已規劃為 U-NII-5(5.925GHz~6.425GHz,500MHz)、U-NII-6(6.425GHz~6.525GHz,100MHz)、U-NII-7(6.525GHz~6.875GHz,350MHz)、U-NII-8(6.525GHz~6.875GHz,250MHz)等 4 個無線頻段,也早有多種使用這些頻段的服務,表列如下。

FCC 宣布 6GHz 頻段開放給免授權運作,但是其中的 U-NII-5、U-NII-6、U-NII-7、U-NII-8 早已有著許多需要特許執照的服務運作中,該如何避免相互干擾為其首要重點。(表格來源:FCC)

為了避免與這些已使用 6GHz 頻段 1200MHz 頻譜資源的現有特許服務運作,FCC 將欲使用新開放頻段的裝置分為標準功率與低功率,標準功率 AP(Access Point)僅能運作於 U-NII-5 500MHz、U-NII-7 350MHz,且須能夠感知安裝地理位置並支援 AFC(Automated Frequency Coordination),避開當地正在使用的授權特許執照服務。

低功率裝置由於無線訊號發射功率較低,AP 因此能夠運作於 6GHz 頻段 1200MHz 頻譜資源 U-NII-5+U-NII-6+U-NII-7+U-NII-8,也無須支援 AFC,但僅限於室內使用。裝置端若是受控於 AP 之下,基本上也能夠運作於 U-NII-5+U-NII-6+U-NII-7+U-NII-8,但是為了避免裝置端距離 AP 過遠,或是因為天線輻射場型隨著裝置擺放角度變動,裝置端的最大功率輸出與功率頻譜密度均需低於 AP 6dB。

6GHz 頻段非授權、免特許執照裝置運作分為標準功率、低功率 2 類產品,各自可使用的頻段與功率限制如圖所示。(表格來源:FCC)

標準功率產品需保護既有微波點對點通訊,除了透過 AFC 避開當地現有服務,亦無法使用高增益指向性天線,僅能使用全向天線或是寬波束天線(如 60 度~120 度),且考慮 U-NII-1 頻段保護地面-衛星通訊的作法,地平線以上 30 度 EIRP 有效等向輻射功率需低於 21dBm。

低功率產品則最高限制使用 6dBi 天線(超過 6dBi 則須降低發射功率)、並規定每 MHz 功率為 5dBm,換算 160MHz 限制最高 27dBm、320MHz 最高 30dBm,並要求使用內建天線或是明確禁止更換的外部天線。320MHz 同時也是這次 6GHz 非授權使用的最高頻道寬度,預先替未來 802.11be/Wi-Fi 7 做好準備,也與超寬頻技術設備 500MHz 以上做出區隔。

低功率產品除了發射功率、室內使用 2 個但書之外,亦須強制使用競爭式協定,如 IEEE 802.11 Wi-Fi 技術的 CSMA/CA,傳輸之前必須先監聽欲使用頻道,確認頻道沒有資料傳輸作業後才可以使用。此舉是為了保護非授權裝置之間都具有公平使用頻譜資源的權利,同時減少與既有特許執照服務相互衝突。

除了這些大致上的規定以外,尚有非常低功率裝置、AWC 實作細節、終端裝置是否能改變角色作為 AP 使用,如何避免低功率裝置被拿到戶外使用…… 等技術實行細節尚待完備,但 6GHz 頻段(5.925GHz~7.125GHz)供非授權、免特許執照使用已經底定,台灣 NCC 無線傳輸規定通常也遵循 FCC 規則,有機會連帶開放 6GHz。

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資料來源

Unlicensed Use of the 6 GHz Band; Expanding Flexible Use in Mid-Band Spectrum Between 3.7 and 24 GHz Report and Order

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