Mis vahe on 5G ja 4G vahel?
Tänane lugu algab valemiga.
See on lihtne, kuid maagiline valem.See on lihtne, kuna sellel on ainult kolm tähte.Ja see on hämmastav, sest see on valem, mis sisaldab kommunikatsioonitehnoloogia mõistatust.
Valem on:
Lubage mul selgitada valemit, mis on füüsika põhivalem, valguse kiirus = lainepikkus * sagedus.
Valemi kohta võite öelda: kas see on 1G, 2G, 3G või 4G, 5G, kõik omaette.
Ühendatud?Juhtmeta?
Sidetehnoloogiaid on ainult kahte tüüpi – traatside ja traadita side.
Kui ma teile helistan, on infoandmed kas õhus (nähtamatu ja mittemateriaalne) või füüsilises materjalis (nähtav ja käegakatsutav).
Kui see edastatakse füüsilistel materjalidel, on see juhtmega side.Seda kasutatakse vasktraati, optilist kiudu jne, mida kõike nimetatakse juhtmega kandjaks.
Kui andmeid edastatakse juhtmega meediumi kaudu, võib kiirus ulatuda väga kõrgete väärtusteni.
Näiteks laboris on ühe kiu maksimaalne kiirus jõudnud 26Tbps-ni;see on kakskümmend kuus tuhat korda traditsioonilist kaablit.
Optiline kiud
Õhuside on mobiilside kitsaskoht.
Praegune tavapärane mobiilsidestandard on 4G LTE, teoreetiline kiirus vaid 150 Mbps (välja arvatud operaatorite koondamine).See pole kaabliga võrreldes midagi.
Seetõttukui 5G-l on vaja saavutada kiiret otsast lõpuni, on kriitiline punkt traadita ühenduse kitsaskohast läbi murdmine.
Nagu me kõik teame, on traadita side elektromagnetlainete kasutamine suhtluseks.Elektroonilised lained ja valguslained on mõlemad elektromagnetlained.
Selle sagedus määrab elektromagnetlaine funktsiooni.Erineva sagedusega elektromagnetlainetel on erinevad omadused ja seega on neil ka muu kasutusala.
Näiteks kõrgsageduslikud gammakiirgused on märkimisväärse letaalsusega ja neid saab kasutada kasvajate raviks.
Praegu kasutame suhtlemiseks peamiselt elektrilaineid.muidugi on tõusmas optiline side, nagu LIFI.
LiFi (valgustruudus), nähtava valguse side.
Tuleme kõigepealt tagasi raadiolainete juurde.
Elektroonika kuulub teatud tüüpi elektromagnetlainete hulka.Selle sagedusressursid on piiratud.
Jagasime sageduse erinevateks osadeks ning määrasime need erinevatele objektidele ja kasutusaladele, et vältida häireid ja konflikte.
| Bändi nimi | Lühend | ITU bändi number | Sagedus ja lainepikkus | Kasutamisnäited |
| Äärmiselt madal sagedus | ELF | 1 | 3-30 Hz100 000-10 000 km | Suhtlus allveelaevadega |
| Super madal sagedus | SLF | 2 | 30-300 Hz10000-1000km | Suhtlus allveelaevadega |
| Ülimadala sagedusega | ULF | 3 | 300-3000 Hz1000-100km | Side allveelaevadega, side miinides |
| Väga madal sagedus | VLF | 4 | 3-30KHz100-10km | Navigatsioon, ajasignaalid, allveelaeva side, juhtmevabad pulsikellad, geofüüsika |
| Madal sagedus | LF | 5 | 30-300KHz10-1 km | Navigatsioon, ajasignaalid, AM Longwave ringhääling (Euroopa ja Aasia osad), RFID, amatöörraadio |
| Keskmine sagedus | MF | 6 | 300-3000 KHz1000-100 m | AM (kesklaine) saated, amatöörraadio, laviinimajakad |
| Kõrgsagedus | HF | 7 | 3-30 MHz100-10 miljonit | Lühilainesaated, kodanike sagedusraadio, amatöörraadio ja õhusuhtlus, RFID, horisondiülene radar, automaatne lingi loomine (ALE) / peaaegu vertikaalse esinemissagedusega taevalaine (NVIS) raadioside, mere- ja mobiilside raadioside |
| Väga kõrge sagedus | VHF | 8 | 30-300 MHz10-1 m | FM, telesaated, otsenähtav maa-õhusõiduk ja lennukitevaheline side, maapealne mobiil- ja meremobiilside, amatöörraadio, ilmaraadio |
| Ülikõrge sagedus | UHF | 9 | 300-3000 MHz1-0,1 m | Telesaated, mikrolaineahi, mikrolaineseadmed/side, raadioastronoomia, mobiiltelefonid, traadita kohtvõrk, Bluetooth, ZigBee, GPS ja kahesuunalised raadiod, nagu maapealsed, FRS- ja GMRS-raadiod, amatöörraadio, satelliitraadio, kaugjuhtimissüsteemid, ADSB |
| Super kõrge sagedus | SHF | 10 | 3-30 GHz100-10 mm | Raadioastronoomia, mikrolaineseadmed/side, traadita kohtvõrk, DSRC, kõige kaasaegsemad radarid, sidesatelliidid, kaabel- ja satelliittelevisiooni ringhääling, DBS, amatöörraadio, satelliitraadio |
| Äärmiselt kõrge sagedus | EHF | 11 | 30-300 GHz10-1 mm | Raadioastronoomia, kõrgsageduslik mikrolaine raadiorelee, mikrolaine kaugseire, amatöörraadio, suunatud energiarelv, millimeeterlaine skanner, traadita LAN 802.11ad |
| Teraherts või tohutult kõrge sagedus | THz THF-i | 12 | 300-3000 GHz1-0,1 mm | Eksperimentaalne meditsiiniline pildistamine röntgenikiirguse asendamiseks, ülikiire molekulaarne dünaamika, kondenseeritud aine füüsika, terahertsiline aeg-domeeni spektroskoopia, terahertsiline andmetöötlus/side, kaugseire |
Erineva sagedusega raadiolainete kasutamine
Peamiselt kasutameMF-SHFmobiiltelefoniga suhtlemiseks.
Näiteks "GSM900" ja "CDMA800" viitavad sageli GSM-ile, mis töötab sagedusel 900 MHz, ja CDMA-le, mis töötab sagedusel 800 MHz.
Praegu kuulub maailma peavoolu 4G LTE tehnoloogia standard UHF-i ja SHF-i.
Hiina kasutab peamiselt SHF-i
Nagu näete, muutub 1G, 2G, 3G, 4G arenedes kasutatav raadiosagedus üha kõrgemaks.
Miks?
Seda peamiselt seetõttu, et mida kõrgem on sagedus, seda rohkem on saadaval sagedusressursse.Mida rohkem sagedusressursse on saadaval, seda suurem on edastuskiirus.
Kõrgem sagedus tähendab rohkem ressursse, mis tähendab suuremat kiirust.
Niisiis, mida kasutab 5 G konkreetseid sagedusi?
Nagu allpool näidatud:
5G sagedusvahemik on jagatud kahte tüüpi: üks on alla 6 GHz, mis ei erine kuigi palju meie praegusest 2G, 3G, 4G ja teine, mis on kõrge, üle 24 GHz.
Praegu on 28 GHz juhtiv rahvusvaheline testriba (sagedusriba võib saada ka esimeseks kaubanduslikuks 5G sagedusalaks)
Kui arvutatakse 28 GHz järgi, vastavalt ülalmainitud valemile:
Noh, see on 5G esimene tehniline funktsioon
Millimeeter-laine
Lubage mul sagedustabelit uuesti näidata:
| Bändi nimi | Lühend | ITU bändi number | Sagedus ja lainepikkus | Kasutamisnäited |
| Äärmiselt madal sagedus | ELF | 1 | 3-30 Hz100 000-10 000 km | Suhtlus allveelaevadega |
| Super madal sagedus | SLF | 2 | 30-300 Hz10000-1000km | Suhtlus allveelaevadega |
| Ülimadala sagedusega | ULF | 3 | 300-3000 Hz1000-100km | Side allveelaevadega, side miinides |
| Väga madal sagedus | VLF | 4 | 3-30KHz100-10km | Navigatsioon, ajasignaalid, allveelaeva side, juhtmevabad pulsikellad, geofüüsika |
| Madal sagedus | LF | 5 | 30-300KHz10-1 km | Navigatsioon, ajasignaalid, AM Longwave ringhääling (Euroopa ja Aasia osad), RFID, amatöörraadio |
| Keskmine sagedus | MF | 6 | 300-3000 KHz1000-100 m | AM (kesklaine) saated, amatöörraadio, laviinimajakad |
| Kõrgsagedus | HF | 7 | 3-30 MHz100-10 miljonit | Lühilainesaated, kodanike sagedusraadio, amatöörraadio ja õhusuhtlus, RFID, horisondiülene radar, automaatne lingi loomine (ALE) / peaaegu vertikaalse esinemissagedusega taevalaine (NVIS) raadioside, mere- ja mobiilside raadioside |
| Väga kõrge sagedus | VHF | 8 | 30-300 MHz10-1 m | FM, telesaated, otsenähtav maa-õhusõiduk ja lennukitevaheline side, maapealne mobiil- ja meremobiilside, amatöörraadio, ilmaraadio |
| Ülikõrge sagedus | UHF | 9 | 300-3000 MHz1-0,1 m | Telesaated, mikrolaineahi, mikrolaineseadmed/side, raadioastronoomia, mobiiltelefonid, traadita kohtvõrk, Bluetooth, ZigBee, GPS ja kahesuunalised raadiod, nagu maapealsed, FRS- ja GMRS-raadiod, amatöörraadio, satelliitraadio, kaugjuhtimissüsteemid, ADSB |
| Super kõrge sagedus | SHF | 10 | 3-30 GHz100-10 mm | Raadioastronoomia, mikrolaineseadmed/side, traadita kohtvõrk, DSRC, kõige kaasaegsemad radarid, sidesatelliidid, kaabel- ja satelliittelevisiooni ringhääling, DBS, amatöörraadio, satelliitraadio |
| Äärmiselt kõrge sagedus | EHF | 11 | 30-300 GHz10-1 mm | Raadioastronoomia, kõrgsageduslik mikrolaine raadiorelee, mikrolaine kaugseire, amatöörraadio, suunatud energiarelv, millimeeterlaine skanner, traadita LAN 802.11ad |
| Teraherts või tohutult kõrge sagedus | THz THF-i | 12 | 300-3000 GHz1-0,1 mm | Eksperimentaalne meditsiiniline pildistamine röntgenikiirguse asendamiseks, ülikiire molekulaarne dünaamika, kondenseeritud aine füüsika, terahertsiline aeg-domeeni spektroskoopia, terahertsiline andmetöötlus/side, kaugseire |
Palun pöörake tähelepanu alumisele reale.Kas see on amillimeeterlaine!
Noh, kuna kõrged sagedused on nii head, siis miks me varem kõrget sagedust ei kasutanud?
Põhjus on lihtne:
– Asi pole selles, et te ei soovi seda kasutada.Asi on selles, et te ei saa seda endale lubada.
Elektromagnetlainete tähelepanuväärsed omadused: mida kõrgem on sagedus, seda lühem on lainepikkus, seda lähemal on lineaarne levik (seda halvem on difraktsioonivõime).Mida kõrgem on sagedus, seda suurem on sumbumine keskkonnas.
Vaadake oma laserpliiatsit (lainepikkus on umbes 635 nm).Kiirgatav valgus on sirge.Kui blokeerite selle, ei saa te sellest läbi.
Seejärel vaadake satelliitsidet ja GPS-navigatsiooni (lainepikkus on umbes 1 cm).Kui on takistus, siis signaali ei tule.
Satelliidi suur pott peab olema kalibreeritud nii, et see suunaks satelliidi õiges suunas, vastasel juhul mõjutab signaali kvaliteeti isegi väike kõrvalekalle.
Kui mobiilside kasutab kõrgsagedusriba, on selle kõige olulisem probleem oluliselt lühenenud edastuskaugus ja levivõime on oluliselt vähenenud.
Sama ala katmiseks ületab vajalike 5G tugijaamade arv oluliselt 4G.
Mida tähendab tugijaamade arv?Raha, investeering ja kulud.
Mida madalam on sagedus, seda odavam on võrk ja seda konkurentsivõimelisem.Seetõttu on kõik operaatorid näinud vaeva madalate sagedusribade pärast.
Mõningaid sagedusalasid nimetatakse isegi kuldseteks sagedusaladeks.
Seetõttu peab 5G ülaltoodud põhjustel kõrge sageduse eeldusel võrgu ehitamise kulusurve vähendamiseks leidma uue väljapääsu.
Ja millised on väljapääsud?
Esiteks on seal mikrotugijaam.
Mikrotugijaam
Tugijaamu on kahte tüüpi, mikrotugijaamu ja makrotugijaamu.Vaata nime ja mikrotugijaam on pisike;makrotugijaam on tohutu.
Makro tugijaam:
Suure ala katmiseks.
Mikrotugijaam:
Väga väike.
Praegu on sageli näha palju mikrotugijaamu, eriti linnapiirkondades ja siseruumides.
Tulevikus, mis puudutab 5G-d, on neid palju rohkem ja need paigaldatakse kõikjale, peaaegu kõikjale.
Võite küsida, kas see mõjutab inimkeha, kui läheduses on nii palju tugijaamu?
Minu vastus on – ei.
Mida rohkem on tugijaamu, seda vähem on kiirgust.
Mõelge sellele, kas talvel majas, kus on seltskond inimesi, on parem üks suure võimsusega küttekeha või mitu väikese võimsusega kütteseadet?
Väike tugijaam, väikese võimsusega ja sobib kõigile.
Kui ainult suur tugijaam, siis kiirgus on märkimisväärne ja liiga kaugel, pole signaali.
Kus on antenn?
Kas olete märganud, et mobiiltelefonidel oli varem pikk antenn ja esimestel mobiiltelefonidel olid väikesed antennid?Miks meil praegu antenne pole?
Noh, asi pole selles, et me ei vaja antenne;asi on selles, et meie antennid muutuvad väiksemaks.
Vastavalt antenni omadustele peaks antenni pikkus olema proportsionaalne lainepikkusega, ligikaudu vahemikus 1/10 ~ 1/4
Aja muutudes kasvab meie mobiiltelefonide sidesagedus ja lainepikkus aina lühemaks ning kiiremaks muutub ka antenn.
Millimeeterlaine side, antenn muutub ka millimeetri tasemel
See tähendab, et antenni saab sisestada tervenisti mobiiltelefoni ja isegi mitu antenni.
See on 5G kolmas võti
Massiivne MIMO (mitme antenni tehnoloogia)
MIMO, mis tähendab mitut sisendit, mitut väljundit.
LTE ajastul on meil MIMO juba olemas, kuid antennide arv pole liiga suur ja võib vaid öelda, et tegemist on MIMO varasema versiooniga.
5G ajastul saab MIMO tehnoloogiast Massive MIMO täiustatud versioon.
Mobiiltelefoni saab täis toppida mitu antenni, rääkimata mobiilimastidest.
Eelmises tugijaamas olid vaid mõned antennid.
5G ajastul ei mõõdeta antennide arvu tükkide, vaid massiivi antennimassiivi järgi.
Kuid antennid ei tohiks olla üksteisele liiga lähedal.
Antennide omaduste tõttu nõuab mitme antenni massiiv, et antennide vaheline kaugus peaks olema suurem kui pool lainepikkust.Kui nad satuvad liiga lähedale, segavad nad üksteist ja mõjutavad signaalide edastamist ja vastuvõtmist.
Kui tugijaam edastab signaali, on see nagu lambipirn.
Signaal edastatakse ümbruskonda.Valguse jaoks on muidugi kogu ruumi valgustamine.Kui ainult konkreetse ala või objekti illustreerimiseks, läheb suurem osa valgusest raisku.
Tugijaam on sama;raisatakse palju energiat ja ressursse.
Niisiis, kas leiame nähtamatu käe hajutatud valguse sidumiseks?
See mitte ainult ei säästa energiat, vaid tagab ka valgustatava ala piisava valgustuse.
Vastus on jah.
See onKiirte kujundamine
Kiirkujundamine ehk ruumiline filtreerimine on signaalitöötlustehnika, mida kasutatakse andurimassiivides suunasignaali edastamiseks või vastuvõtmiseks.See saavutatakse elementide kombineerimisega antennimassiivis nii, et teatud nurga all olevad signaalid kogevad konstruktiivset häiret, samas kui teised kogevad hävitavaid häireid.Ruumilise selektiivsuse saavutamiseks saab kiirkujundamist kasutada nii saate- kui ka vastuvõtuotsas.
See ruumiline multipleksimistehnoloogia on muutunud mitmesuunalisest signaali levialast täpsete suunateenusteni, ei sega samas ruumis asuvaid kiirte vahel, et pakkuda rohkem sidelinke, parandada oluliselt tugijaama teenindusvõimsust.
Praeguses mobiilsidevõrgus edastatakse signaale, sealhulgas juhtsignaale ja andmepakette, tugijaamade kaudu isegi siis, kui kaks inimest üksteisele näost näkku helistavad.
Kuid 5G ajastul pole see olukord tingimata nii.
5G viies oluline omadus —D2Don seadmest seadmesse.
Kui 5G ajastul suhtlevad kaks sama tugijaama all olevat kasutajat omavahel, ei edastata nende andmeid enam tugijaama kaudu, vaid otse mobiiltelefoni.
Nii säästab see palju õhuressursse ja vähendab survet tugijaamale.
Aga kui arvate, et te ei pea sel viisil maksma, siis eksite.
Juhtteade peab tulema ka tugijaamast;kasutate spektriressursse.Kuidas said operaatorid teid lahti lasta?
Sidetehnoloogia ei ole salapärane;5 G kui kommunikatsioonitehnoloogia kroonijuveel ei ole kättesaamatu innovatsioonirevolutsiooni tehnoloogia;see on pigem olemasoleva sidetehnoloogia areng.
Nagu üks ekspert ütles -
Kommunikatsioonitehnoloogia piirid ei piirdu tehniliste piirangutega, vaid rangel matemaatikal põhinevate järeldustega, mida on võimatu kiiresti ületada.
Ja kuidas kommunikatsiooni potentsiaali teaduslike põhimõtete raames edasi uurida, on paljude kommunikatsioonitööstuse inimeste väsimatu püüdlus.
Postitusaeg: juuni-02-2021