У чым розніца паміж 5G і 4G?

У чым розніца паміж 5G і 4G?

Сённяшняя гісторыя пачынаецца з формулы.

Гэта простая, але чароўная формула.Ён просты, таму што мае толькі тры літары.І гэта дзіўна, таму што гэта формула, якая заключае ў сабе таямніцу камунікацыйных тэхналогій.

Формула:

Дазвольце мне растлумачыць формулу, якая з'яўляецца асноўнай формулай фізікі, хуткасць святла = даўжыня хвалі * частата.

Пра формулу можна сказаць: 1G, 2G, 3G або 4G, 5G, усё само па сабе.

Правадная?Бесправадная сувязь?

Існуе толькі два віды тэхналогій сувязі - правадная сувязь і бесправадная сувязь.

Калі я тэлефаную вам, інфармацыйныя дадзеныя альбо ў паветры (нябачныя і нематэрыяльныя), альбо ў фізічным матэрыяле (бачныя і адчувальныя).

Калі ён перадаецца на матэрыяльных матэрыялах, то гэта правадная сувязь.Выкарыстоўваецца медны дрот, аптычнае валакно і г.д., усе яны называюцца праваднымі носьбітамі.

Пры перадачы даных па правадных носьбітах хуткасць можа дасягаць вельмі высокіх значэнняў.

Напрыклад, у лабараторыі максімальная хуткасць аднаго валакна дасягнула 26 Тбіт/с;гэта ў дваццаць шэсць тысяч разоў больш традыцыйнага кабеля.

Аптычнае валакно

Паветраная сувязь з'яўляецца вузкім месцам мабільнай сувязі.

Бягучы асноўны мабільны стандарт - 4G LTE, тэарэтычная хуткасць складае ўсяго 150 Мбіт/с (без уліку агрэгацыі носьбітаў).Гэта нішто ў параўнанні з кабелем.

таму,калі 5G мае намер дасягнуць скразнога высокахуткаснага звяна, крытычнай кропкай з'яўляецца прарыў праз вузкае месца бесправадной сувязі.

Як мы ўсе ведаем, бесправадная сувязь - гэта выкарыстанне электрамагнітных хваль для сувязі.Электронныя хвалі і светлавыя хвалі - гэта электрамагнітныя хвалі.

Яго частата вызначае функцыю электрамагнітнай хвалі.Электрамагнітныя хвалі розных частот маюць розныя характарыстыкі і, такім чынам, маюць іншае прымяненне.

Напрыклад, высокачашчынныя гама-прамяні валодаюць значнай смяротнасцю і могуць выкарыстоўвацца для лячэння пухлін.

У цяперашні час мы выкарыстоўваем у асноўным электрычныя хвалі для сувязі.вядома, ёсць рост аптычных камунікацый, такіх як LIFI.

LiFi (дакладнасць святла), сувязь у бачным святле.

Вернемся спачатку да радыёхваль.

Электроніка належыць да разнавіднасці электрамагнітных хваль.Яго частотныя рэсурсы абмежаваныя.

Мы падзялілі частату на розныя часткі і прызначылі іх розным аб'ектам і мэтам выкарыстання, каб пазбегнуць перашкод і канфліктаў.

Выкарыстанне радыёхваляў розных частот

Мы ў асноўным выкарыстоўваемСЧ-ЗВЧдля мабільнай сувязі.

Напрыклад, «GSM900» і «CDMA800» часта адносяцца да GSM, які працуе на частаце 900 МГц, і CDMA, які працуе на частаце 800 МГц.

У цяперашні час асноўны стандарт тэхналогіі 4G LTE у свеце належыць да UHF і SHF.

Кітай у асноўным выкарыстоўвае ЗВЧ

Як бачыце, з развіццём 1G, 2G, 3G, 4G выкарыстоўваная радыёчастота становіцца ўсё вышэй і вышэй.

чаму?

Гэта ў асноўным таму, што чым вышэй частата, тым больш даступных частотных рэсурсаў.Чым больш частотных рэсурсаў даступна, тым вышэйшая хуткасць перадачы можа быць дасягнута.

Больш высокая частата азначае больш рэсурсаў, што азначае большую хуткасць.

Такім чынам, для чаго 5G выкарыстоўвае канкрэтныя частоты?

Як паказана ніжэй:

Дыяпазон частот 5G дзеліцца на два тыпу: адзін - ніжэй за 6 ГГц, што не занадта адрозніваецца ад нашых цяперашніх 2G, 3G, 4G, і другі - з высокай частатой, вышэй за 24 ГГц.

У цяперашні час 28 ГГц з'яўляецца вядучым міжнародным тэставым дыяпазонам (гэты дыяпазон частот таксама можа стаць першым камерцыйным дыяпазонам частот для 5G)

Калі разлічыць па 28 Ггц, у адпаведнасці з формулай, якую мы згадвалі вышэй:

Ну, гэта першая тэхнічная асаблівасць 5G

Міліметровыя хвалі

Дазвольце яшчэ раз паказаць табліцу частот:

Калі ласка, звярніце ўвагу на ніжнюю радок.Гэта аміліметровыя хвалі!

Ну, калі высокія частоты такія добрыя, чаму мы раней не выкарыстоўвалі высокія частоты?

Прычына простая:

– Справа не ў тым, што вы не хочаце ім карыстацца.Справа ў тым, што вы не можаце сабе гэтага дазволіць.

Выдатныя характарыстыкі электрамагнітных хваль: чым вышэй частата, тым карацей даўжыня хвалі, тым бліжэй да лінейнага распаўсюджвання (тым горш дыфракцыйная здольнасць).Чым вышэй частата, тым большае згасанне ў асяроддзі.

Паглядзіце на сваю лазерную ручку (даўжыня хвалі каля 635 нм).Святло выпраменьваецца прамым.Калі вы заблакуеце яго, вы не зможаце прайсці.

Затым паглядзіце спадарожнікавую сувязь і GPS-навігацыю (даўжыня хвалі каля 1 см).Калі ёсць перашкода, сігналу не будзе.

Вялікі гаршчок спадарожніка павінен быць адкалібраваны, каб накіраваць спадарожнік у правільным кірунку, інакш нават нязначнае зрушэнне паўплывае на якасць сігналу.

Калі ў мабільнай сувязі выкарыстоўваецца дыяпазон высокіх частот, то яе найбольш важнай праблемай з'яўляецца значнае скарачэнне адлегласці перадачы, і здольнасць пакрыцця значна зніжаецца.

Каб ахапіць тую ж тэрыторыю, колькасць неабходных базавых станцый 5G значна перавышае 4G.

Што азначае колькасць базавых станцый?Грошы, інвестыцыі і кошт.

Чым ніжэй частата, тым танней будзе сетка і тым больш канкурэнтаздольнай.Таму ўсе носьбіты змагаліся за паласы нізкіх частот.

Некаторыя дыяпазоны нават называюць - залатыя дыяпазоны частот.

Такім чынам, зыходзячы з вышэйпералічаных прычын, у перадумовы высокай частаты, каб знізіць ціск выдаткаў на будаўніцтва сеткі, 5G павінен знайсці новы выхад.

І якія выхады?

Па-першае, ёсць мікрабазавая станцыя.

Мікра базавая станцыя

Існуе два віды базавых станцый: мікрабазавыя станцыі і макрабазавыя станцыі.Паглядзіце на назву, і мікрабазавая станцыя малюсенькая;Макра базавая станцыя велізарная.

Макра базавая станцыя:

Каб ахапіць вялікую плошчу.

Мікра базавая станцыя:

Вельмі мала.

Цяпер часта можна ўбачыць шмат мікрабазавых станцый, асабліва ў гарадах і ў памяшканнях.

У будучыні, калі справа дойдзе да 5G, іх будзе значна больш, і яны будуць устаноўлены ўсюды, амаль усюды.

Вы можаце спытаць, ці акажацца нейкае ўздзеянне на чалавечы арганізм, калі вакол столькі базавых станцый?

Мой адказ - не.

Чым больш базавых станцый, тым менш радыяцыі.

Падумайце, зімой у доме з кампаніяй людзей лепш мець адзін абагравальнік вялікай магутнасці або некалькі абагравальнікаў малой магутнасці?

Невялікая базавая станцыя, малая магутнасць і падыходзіць для ўсіх.

Калі толькі вялікая базавая станцыя, выпраменьванне значнае і занадта далёкае, сігналу няма.

Дзе антэна?

Ці заўважылі вы, што раней мабільныя тэлефоны мелі доўгую антэну, а першыя мабільныя тэлефоны - маленькія?Чаму цяпер у нас няма антэн?

Ну, справа не ў тым, што нам не патрэбныя антэны;гэта тое, што нашы антэны становяцца менш.

Згодна з характарыстыкамі антэны, даўжыня антэны павінна быць прапарцыйная даўжыні хвалі, прыкладна паміж 1/10 ~1/4

Па меры змены часу частата сувязі нашых мабільных тэлефонаў становіцца ўсё вышэй, а даўжыня хвалі становіцца ўсё карацей і карацей, і антэна таксама стане хутчэй.

Міліметровыя хвалі сувязі, антэны таксама становяцца міліметровага ўзроўню

Гэта азначае, што антэну можна цалкам уставіць у мабільны тэлефон і нават некалькі антэн.

Гэта трэці ключ 5G

Масіўная MIMO (тэхналогія некалькіх антэн)

MIMO, што азначае некалькі ўваходаў, некалькі выхадаў.

У эпоху LTE у нас ужо ёсць MIMO, але колькасць антэн не занадта вялікая, і можна толькі сказаць, што гэта папярэдняя версія MIMO.

У эпоху 5G тэхналогія MIMO становіцца палепшанай версіяй Massive MIMO.

Мабільны тэлефон можа быць нашпігаваны некалькімі антэнамі, не кажучы ўжо пра вышках сотавай сувязі.

У папярэдняй базавай станцыі было ўсяго некалькі антэн.

У эпоху 5G колькасць антэн вымяраецца не штукамі, а антэннай рашоткай «Array».

Аднак антэны не павінны размяшчацца занадта блізка адзін да аднаго.

З-за характарыстык антэн шматантэнная рашотка патрабуе, каб адлегласць паміж антэнамі была большай за палову даўжыні хвалі.Калі яны падыдуць занадта блізка, яны будуць перашкаджаць адзін аднаму і ўплываць на перадачу і прыём сігналаў.

Калі базавая станцыя перадае сігнал, гэта як лямпачка.

Сігнал выпраменьваецца ў наваколле.Для святла, вядома, трэба асвятляць увесь пакой.Калі толькі для ілюстрацыі пэўнай вобласці або аб'екта, большая частка святла траціцца марна.

Базавая станцыя тая ж;траціцца шмат энергіі і рэсурсаў.

Такім чынам, ці можам мы знайсці нябачную руку, каб звязаць рассеянае святло?

Гэта не толькі эканоміць энергію, але і гарантуе, што ўчастак, які трэба асвятліць, будзе мець дастатковую колькасць святла.

Адказ так.

ГэтаФарміраванне прамяня

Фарміраванне прамяня або прасторавая фільтрацыя - гэта метад апрацоўкі сігналу, які выкарыстоўваецца ў сістэме датчыкаў для накіраванай перадачы або прыёму сігналу.Гэта дасягаецца шляхам аб'яднання элементаў у антэннай рашотцы так, што сігналы пад пэўнымі кутамі адчуваюць канструктыўныя перашкоды, а іншыя адчуваюць разбуральныя перашкоды.Фарміраванне прамяня можа быць выкарыстана як на перадаючай, так і на прыёмнай канцах для дасягнення прасторавай селектыўнасці.

Гэтая тэхналогія прасторавага мультыплексавання змянілася ад усенакіраванага пакрыцця сігналам да дакладных накіраваных паслуг, не будзе перашкаджаць прамяням у адной прасторы, каб забяспечыць больш каналаў сувязі, значна палепшыць прапускную здольнасць базавай станцыі.

У цяперашняй мабільнай сетцы, нават калі два чалавекі тэлефануюць адзін аднаму тварам да твару, сігналы перадаюцца праз базавыя станцыі, уключаючы сігналы кіравання і пакеты даных.

Але ў эпоху 5G такая сітуацыя не абавязкова.

Пятая значная асаблівасць 5G —D2Dгэта прылада да прылады.

У эпоху 5G, калі два карыстальнікі на адной базавай станцыі маюць зносіны адзін з адным, іх даныя больш не будуць перасылацца праз базавую станцыю, а непасрэдна на мабільны тэлефон.

Такім чынам значна эканоміцца ​​паветраны рэсурс і зніжаецца ціск на базавую станцыю.

Але калі вы думаеце, што плаціць такім чынам не трэба, то памыляецеся.

Кіруючае паведамленне таксама павінна ісці ад базавай станцыі;вы выкарыстоўваеце рэсурсы спектру.Як аператары маглі вас адпусціць?

Камунікацыйныя тэхналогіі не таямнічыя;як жамчужына камунікацыйных тэхналогій, 5G не з'яўляецца недасягальнай інавацыйнай рэвалюцыяй;гэта хутчэй эвалюцыя існуючых камунікацыйных тэхналогій.

Як сказаў адзін эксперт -

Межы камунікацыйных тэхналогій не абмяжоўваюцца тэхнічнымі абмежаваннямі, але высновы, заснаваныя на строгай матэматыкі, якія немагчыма хутка парушыць.

І тое, як далей вывучыць патэнцыял камунікацыі ў рамках навуковых прынцыпаў, - гэта нястомнае імкненне многіх людзей у індустрыі сувязі.