Kāda ir atšķirība starp 5G un 4G?

Kāda ir atšķirība starp 5G un 4G?

Šodienas stāsts sākas ar formulu.

Tā ir vienkārša, bet maģiska formula.Tas ir vienkārši, jo tajā ir tikai trīs burti.Un tas ir pārsteidzoši, jo tā ir formula, kas satur komunikācijas tehnoloģiju noslēpumu.

Formula ir:

Ļaujiet man izskaidrot formulu, kas ir fizikas pamatformula, gaismas ātrums = viļņa garums * frekvence.

Par formulu varat teikt: vai tā ir 1G, 2G, 3G vai 4G, 5G, viss atsevišķi.

Vadu?Bezvadu?

Ir tikai divu veidu sakaru tehnoloģijas – vadu sakari un bezvadu sakari.

Ja es jums piezvanu, informācijas dati atrodas vai nu gaisā (neredzami un netverami), vai fiziskajā materiālā (redzamā un taustāmā).

Ja tas tiek pārraidīts uz fiziskajiem materiāliem, tas ir vadu sakari.Tas tiek izmantots vara stieple, optiskā šķiedra utt., ko sauc par vadu datu nesēju.

Kad dati tiek pārsūtīti, izmantojot vadu datu nesēju, ātrums var sasniegt ļoti augstas vērtības.

Piemēram, laboratorijā vienas šķiedras maksimālais ātrums ir sasniedzis 26Tbps;tas ir divdesmit sešus tūkstošus reižu tradicionālā kabeļa.

Optiskā šķiedra

Gaisa sakari ir mobilo sakaru vājais kakls.

Pašreizējais galvenais mobilo sakaru standarts ir 4G LTE, kura teorētiskais ātrums ir tikai 150 Mb/s (izņemot mobilo sakaru operatoru apkopošanu).Tas nav nekas, salīdzinot ar kabeli.

Tāpēcja 5G ir jāpanāk ātrgaitas no gala līdz galam, kritiskais punkts ir pārvarēt bezvadu sašaurinājumu.

Kā mēs visi zinām, bezvadu sakari ir elektromagnētisko viļņu izmantošana saziņai.Gan elektroniskie viļņi, gan gaismas viļņi ir elektromagnētiskie viļņi.

Tās frekvence nosaka elektromagnētiskā viļņa funkciju.Dažādu frekvenču elektromagnētiskajiem viļņiem ir dažādas īpašības, un tādējādi tiem ir arī citi lietojumi.

Piemēram, augstas frekvences gamma stariem ir ievērojama letalitāte, un tos var izmantot audzēju ārstēšanai.

Pašlaik saziņai galvenokārt izmantojam elektriskos viļņus.protams, ir pieauguši optiskie sakari, piemēram, LIFI.

LiFi (gaismas precizitāte), redzamās gaismas komunikācija.

Vispirms atgriezīsimies pie radioviļņiem.

Elektronika pieder pie sava veida elektromagnētiskajiem viļņiem.Tās frekvences resursi ir ierobežoti.

Mēs sadalījām frekvenci dažādās daļās un piešķīrām tās dažādiem objektiem un lietojumiem, lai izvairītos no traucējumiem un konfliktiem.

Dažādu frekvenču radioviļņu izmantošana

Mēs galvenokārt lietojamMF-SHFmobilo tālruņu saziņai.

Piemēram, “GSM900” un “CDMA800” bieži apzīmē GSM, kas darbojas ar 900 MHz, un CDMA, kas darbojas ar 800 MHz.

Pašlaik pasaules galvenais 4G LTE tehnoloģiju standarts pieder UHF un SHF.

Ķīna galvenokārt izmanto SHF

Kā redzat, attīstoties 1G, 2G, 3G, 4G, izmantotā radio frekvence kļūst arvien augstāka.

Kāpēc?

Tas galvenokārt ir tāpēc, ka jo augstāka ir frekvence, jo vairāk frekvenču resursu ir pieejams.Jo vairāk frekvenču resursu ir pieejams, jo lielāku pārraides ātrumu var sasniegt.

Augstāka frekvence nozīmē vairāk resursu, kas nozīmē lielāku ātrumu.

Tātad, ko 5 G izmanto konkrētās frekvences?

Kā parādīts zemāk:

5G frekvenču diapazons ir sadalīts divos veidos: viens ir zem 6 GHz, kas pārāk neatšķiras no mūsu pašreizējā 2G, 3G, 4G, un otrs, kas ir augsts, virs 24 GHz.

Pašlaik 28GHz ir vadošā starptautiskā testa josla (frekvenču josla var kļūt arī par pirmo komerciālo frekvenču joslu 5G)

Ja aprēķina pēc 28 GHz, saskaņā ar iepriekš minēto formulu:

Tā ir pirmā 5G tehniskā funkcija

Milimetru vilnis

Ļaujiet man vēlreiz parādīt biežuma tabulu:

Lūdzu, pievērsiet uzmanību apakšējai līnijai.Vai tas ir amilimetru vilnis!

Tā kā augstās frekvences ir tik labas, kāpēc mēs iepriekš neizmantojām augsto frekvenci?

Iemesls ir vienkāršs:

– nav tā, ka nevēlaties to izmantot.Tas ir, ka jūs to nevarat atļauties.

Elektromagnētisko viļņu ievērojamās īpašības: jo augstāka ir frekvence, jo īsāks viļņa garums, jo tuvāk lineārajai izplatībai (jo sliktāka ir difrakcijas spēja).Jo augstāka frekvence, jo lielāka ir vājināšanās vidē.

Paskatieties uz savu lāzera pildspalvu (viļņa garums ir aptuveni 635 nm).Izstarotā gaisma ir taisna.Ja jūs to bloķēsit, jūs nevarat tikt cauri.

Pēc tam apskatiet satelīta sakarus un GPS navigāciju (viļņa garums ir aptuveni 1 cm).Ja ir šķērslis, signāla nebūs.

Satelīta lielajam katlam ir jābūt kalibrētam, lai satelīts būtu vērsts pareizajā virzienā, pretējā gadījumā pat neliela novirze ietekmēs signāla kvalitāti.

Ja mobilajos sakaros tiek izmantota augstfrekvences josla, tā nozīmīgākā problēma ir ievērojami saīsinātais pārraides attālums, un pārklājuma spēja ir ievērojami samazināta.

Lai aptvertu to pašu platību, nepieciešamo 5G bāzes staciju skaits ievērojami pārsniegs 4G.

Ko nozīmē bāzes staciju skaits?Nauda, ​​investīcijas un izmaksas.

Jo zemāka frekvence, jo lētāks būs tīkls un tas būs konkurētspējīgāks.Tāpēc visi pārvadātāji ir cīnījušies par zemo frekvenču joslām.

Dažas joslas pat tiek sauktas par zelta frekvenču joslām.

Tāpēc, pamatojoties uz iepriekšminētajiem iemesliem, augstas frekvences pieņēmumā, lai samazinātu tīkla būvniecības izmaksu spiedienu, 5G ir jāatrod jauna izeja.

Un kādas ir izejas?

Pirmkārt, tur ir mikro bāzes stacija.

Mikro bāzes stacija

Ir divu veidu bāzes stacijas, mikro bāzes stacijas un makro bāzes stacijas.Paskatieties uz nosaukumu, un mikro bāzes stacija ir niecīga;makro bāzes stacija ir milzīga.

Makro bāzes stacija:

Lai aptvertu lielu platību.

Mikro bāzes stacija:

Ļoti mazs.

Tagad bieži var redzēt daudzas mikro bāzes stacijas, īpaši pilsētās un iekštelpās.

Nākotnē, runājot par 5G, to būs daudz vairāk, un tie tiks uzstādīti visur, gandrīz visur.

Jūs varat jautāt, vai būs kāda ietekme uz cilvēka ķermeni, ja apkārt ir tik daudz bāzes staciju?

Mana atbilde ir – nē.

Jo vairāk bāzes staciju, jo mazāk starojuma.

Padomājiet, vai ziemā mājā, kurā ir cilvēku grupa, labāk ir viens lieljaudas sildītājs vai vairāki mazjaudas sildītāji?

Maza bāzes stacija, mazjaudas un piemērota ikvienam.

Ja tikai liela bāzes stacija, starojums ir ievērojams un pārāk tālu, signāla nav.

Kur ir antena?

Vai esat ievērojuši, ka mobilajiem tālruņiem agrāk bija gara antena, bet agrīnajiem mobilajiem tālruņiem bija mazas antenas?Kāpēc mums tagad nav antenu?

Nu, nav tā, ka mums nav vajadzīgas antenas;tas ir, ka mūsu antenas kļūst mazākas.

Saskaņā ar antenas raksturlielumiem antenas garumam jābūt proporcionālam viļņa garumam, aptuveni starp 1/10 ~ 1/4

Laikam mainoties, mūsu mobilo tālruņu sakaru frekvence kļūst augstāka, un viļņa garums kļūst arvien īsāks, un arī antena kļūs ātrāka.

Milimetru viļņu komunikācija, antena kļūst arī milimetru līmenī

Tas nozīmē, ka antenu var pilnībā ievietot mobilajā tālrunī un pat vairākas antenas.

Šī ir trešā 5G atslēga

Masīvā MIMO (vairāku antenu tehnoloģija)

MIMO, kas nozīmē vairāku ievadi, vairāku izeju.

LTE laikmetā mums jau ir MIMO, taču antenu skaits nav pārāk liels, un var tikai teikt, ka tā ir MIMO iepriekšējā versija.

5G laikmetā MIMO tehnoloģija kļūst par Massive MIMO uzlabotu versiju.

Mobilais tālrunis var būt pildīts ar vairākām antenām, nemaz nerunājot par mobilo sakaru torņiem.

Iepriekšējā bāzes stacijā bija tikai dažas antenas.

5G laikmetā antenu skaitu mēra nevis pēc gabaliem, bet gan pēc antenu masīva “Array”.

Tomēr antenas nedrīkst atrasties pārāk tuvu viena otrai.

Antenu īpašību dēļ vairāku antenu blokam ir nepieciešams, lai attālums starp antenām būtu lielāks par pusi no viļņa garuma.Ja tie nonāks pārāk tuvu, tie traucēs viens otram un ietekmēs signālu pārraidi un uztveršanu.

Kad bāzes stacija pārraida signālu, tā ir kā spuldze.

Signāls tiek raidīts uz apkārtni.Gaismai, protams, ir jāizgaismo visu telpu.Ja tikai, lai ilustrētu noteiktu apgabalu vai objektu, lielākā daļa gaismas tiek izšķiesta.

Bāzes stacija ir tāda pati;tiek izniekoti daudz enerģijas un resursu.

Tātad, vai mēs varam atrast neredzamu roku, lai piesietu izkliedēto gaismu?

Tas ne tikai ietaupa enerģiju, bet arī nodrošina, ka apgaismojamajā zonā ir pietiekami daudz gaismas.

Atbilde ir jā.

Tas irStaru veidošana

Staru veidošana vai telpiskā filtrēšana ir signālu apstrādes paņēmiens, ko izmanto sensoru blokos virziena signālu pārraidīšanai vai uztveršanai.Tas tiek panākts, apvienojot elementus antenu masīvā, lai signāli noteiktos leņķos piedzīvo konstruktīvus traucējumus, bet citi piedzīvo destruktīvus traucējumus.Lai panāktu telpisko selektivitāti, staru kūļa formēšanu var izmantot gan raidīšanas, gan uztveršanas galā.

Šī telpiskā multipleksēšanas tehnoloģija ir mainījusies no daudzvirzienu signāla pārklājuma uz precīziem virziena pakalpojumiem, netraucēs starp stariem vienā telpā, lai nodrošinātu vairāk sakaru savienojumu, būtiski uzlabotu bāzes stacijas pakalpojumu jaudu.

Pašreizējā mobilajā tīklā, pat ja divi cilvēki zvana viens otram aci pret aci, signāli tiek pārraidīti caur bāzes stacijām, ieskaitot vadības signālus un datu paketes.

Bet 5G laikmetā šī situācija ne vienmēr ir tā.

Piektā nozīmīgā 5G iezīme —D2Dir no ierīces uz ierīci.

5G laikmetā, ja divi lietotāji vienā bāzes stacijā sazinās viens ar otru, viņu dati vairs netiks pārsūtīti caur bāzes staciju, bet gan tieši uz mobilo tālruni.

Tādā veidā tas ietaupa daudz gaisa resursu un samazina spiedienu uz bāzes staciju.

Bet, ja jūs domājat, ka jums nav jāmaksā šādā veidā, tad jūs maldāties.

Vadības ziņojumam ir jāiet arī no bāzes stacijas;jūs izmantojat spektra resursus.Kā operatori varēja jūs atlaist?

Sakaru tehnoloģija nav noslēpumaina;5 G kā komunikācijas tehnoloģiju kroņa dārgakmens nav neaizsniedzama inovāciju revolūcijas tehnoloģija;tā vairāk ir esošo sakaru tehnoloģiju attīstība.

Kā teica viens eksperts -

Komunikācijas tehnoloģiju robežas neaprobežojas tikai ar tehniskiem ierobežojumiem, bet gan uz secinājumiem, kuru pamatā ir stingra matemātika, kuru nav iespējams ātri pārkāpt.

Un tas, kā tālāk izpētīt komunikācijas potenciālu zinātnisko principu ietvaros, ir daudzu cilvēku komunikāciju nozares nenogurstošais darbs.