Kuo skiriasi 5G ir 4G?

Kuo skiriasi 5G ir 4G?

Šiandienos istorija prasideda formule.

Tai paprasta, bet stebuklinga formulė.Tai paprasta, nes jame yra tik trys raidės.Ir tai nuostabu, nes tai formulė, kurioje slypi komunikacijos technologijų paslaptis.

Formulė yra tokia:

Leiskite man paaiškinti formulę, kuri yra pagrindinė fizikos formulė, šviesos greitis = bangos ilgis * dažnis.

Apie formulę galite pasakyti: ar tai 1G, 2G, 3G, ar 4G, 5G, viskas atskirai.

Laidinis?Belaidis?

Yra tik dviejų rūšių komunikacijos technologijos – laidinis ryšys ir belaidis ryšys.

Jei aš jums paskambinsiu, informacijos duomenys yra arba ore (nematomi ir neapčiuopiami), arba fizinė medžiaga (matoma ir apčiuopiama).

Jei jis perduodamas fizinėmis medžiagomis, tai laidinis ryšys.Naudojama varinė viela, optinis pluoštas ir kt., visa tai vadinama laidine laikmena.

Kai duomenys perduodami laidine laikmena, sparta gali pasiekti labai dideles reikšmes.

Pavyzdžiui, laboratorijoje maksimalus vieno pluošto greitis pasiekė 26Tbps;tai dvidešimt šešis tūkstančius kartų tradicinis kabelis.

Optinis pluoštas

Oro ryšys yra mobiliojo ryšio kliūtis.

Dabartinis pagrindinis mobiliojo ryšio standartas yra 4G LTE, teorinis tik 150 Mbps greitis (neįskaitant operatoriaus agregavimo).Tai visiškai nieko, palyginti su kabeliu.

Todėl,jei 5G norima pasiekti didelės spartos tiesioginį ryšį, kritinis taškas yra įveikti belaidžio ryšio kliūtį.

Kaip visi žinome, belaidis ryšys yra elektromagnetinių bangų naudojimas ryšiui palaikyti.Elektroninės bangos ir šviesos bangos yra elektromagnetinės bangos.

Jo dažnis lemia elektromagnetinės bangos funkciją.Skirtingų dažnių elektromagnetinės bangos turi skirtingas charakteristikas, todėl jas galima panaudoti kitaip.

Pavyzdžiui, aukšto dažnio gama spinduliai turi didelį mirtingumą ir gali būti naudojami navikams gydyti.

Šiuo metu komunikacijai daugiausia naudojame elektrines bangas.Žinoma, atsiranda optinių ryšių, tokių kaip LIFI, augimas.

LiFi (šviesos tikslumas), matomos šviesos komunikacija.

Pirmiausia grįžkime prie radijo bangų.

Elektronika priklauso elektromagnetinių bangų rūšiai.Jo dažnio ištekliai yra riboti.

Mes suskirstėme dažnį į skirtingas dalis ir priskyrėme juos įvairiems objektams ir panaudojimams, kad išvengtume trukdžių ir konfliktų.

Skirtingų dažnių radijo bangų naudojimas

Mes daugiausia naudojameMF-SHFmobiliojo ryšio telefonui.

Pavyzdžiui, „GSM900“ ir „CDMA800“ dažnai reiškia GSM, veikiančią 900 MHz dažniu, ir CDMA, veikiančią 800 MHz dažniu.

Šiuo metu pasaulyje pagrindinis 4G LTE technologijos standartas priklauso UHF ir SHF.

Kinija daugiausia naudoja SHF

Kaip matote, plėtojant 1G, 2G, 3G, 4G, naudojamas radijo dažnis tampa vis aukštesnis.

Kodėl?

Taip yra daugiausia dėl to, kad kuo aukštesnis dažnis, tuo daugiau dažnių išteklių.Kuo daugiau dažnių išteklių yra, tuo didesnis perdavimo greitis gali būti pasiektas.

Didesnis dažnis reiškia daugiau išteklių, o tai reiškia didesnį greitį.

Taigi, kam 5 G naudoja konkrečius dažnius?

Kaip parodyta žemiau:

5G dažnių diapazonas skirstomas į du tipus: vienas yra mažesnis nei 6 GHz, kuris per daug nesiskiria nuo mūsų dabartinių 2G, 3G, 4G, o kitas, kuris yra aukštas, virš 24 GHz.

Šiuo metu 28 GHz yra pirmaujanti tarptautinė bandomoji juosta (dažnių juosta taip pat gali tapti pirmąja komercine 5G dažnių juosta)

Jei skaičiuojama pagal 28 GHz, pagal aukščiau paminėtą formulę:

Na, tai pirmoji techninė 5G savybė

Milimetrinė banga

Leiskite dar kartą parodyti dažnių lentelę:

Prašome atkreipti dėmesį į apatinę eilutę.Ar tai amilimetrinė banga!

Na, kadangi aukšti dažniai yra tokie geri, kodėl anksčiau nenaudojome aukšto dažnio?

Priežastis paprasta:

– ne tai, kad nenorite juo naudotis.Tai yra tai, kad jūs negalite to sau leisti.

Įspūdingos elektromagnetinių bangų savybės: kuo didesnis dažnis, tuo trumpesnis bangos ilgis, tuo arčiau tiesinio sklidimo (tuo blogesnė difrakcijos galimybė).Kuo didesnis dažnis, tuo didesnis susilpnėjimas terpėje.

Pažiūrėkite į savo lazerinį rašiklį (bangos ilgis yra apie 635 nm).Skleidžiama šviesa yra tiesi.Jei jį užblokuosite, jums nepavyks.

Tada pažiūrėkite į palydovinį ryšį ir GPS navigaciją (bangos ilgis apie 1 cm).Jei yra kliūtis, signalo nebus.

Didysis palydovo puodas turi būti sukalibruotas, kad nukreiptų palydovą tinkama kryptimi, kitaip net nedidelis nesutapimas turės įtakos signalo kokybei.

Jei mobilusis ryšys naudoja aukšto dažnio juostą, didžiausia jo problema yra žymiai sutrumpėjęs perdavimo atstumas, o aprėpties galimybės labai sumažėja.

Norint aprėpti tą patį plotą, reikalingas 5G bazinių stočių skaičius gerokai viršys 4G.

Ką reiškia bazinių stočių skaičius?Pinigai, investicijos ir išlaidos.

Kuo mažesnis dažnis, tuo tinklas bus pigesnis ir konkurencingesnis.Štai kodėl visi operatoriai kovojo dėl žemų dažnių juostų.

Kai kurios juostos netgi vadinamos auksinėmis dažnių juostomis.

Todėl, remiantis pirmiau nurodytomis priežastimis, remiantis aukšto dažnio prielaida, siekiant sumažinti tinklo statybos sąnaudų spaudimą, 5G turi rasti naują išeitį.

O kokios išeities?

Pirma, yra mikro bazinė stotis.

Mikro bazinė stotis

Yra dviejų tipų bazinės stotys: mikro bazinės stotys ir makro bazinės stotys.Pažiūrėkite į pavadinimą ir mikro bazinė stotis yra mažytė;makro bazinė stotis yra didžiulė.

Makro bazinė stotis:

Kad apimtų didelį plotą.

Mikro bazinė stotis:

Labai mažas.

Dabar dažnai galima pamatyti daug mikro bazinių stočių, ypač miestuose ir patalpose.

Ateityje, kalbant apie 5G, jų bus daug daugiau, ir jie bus montuojami visur, beveik visur.

Galite paklausti, ar bus koks nors poveikis žmogaus organizmui, jei aplink tiek daug bazinių stočių?

Mano atsakymas yra - ne.

Kuo daugiau bazinių stočių, tuo mažiau spinduliuotės.

Pagalvokite, ar žiemą namuose, kuriuose yra žmonių grupė, geriau turėti vieną didelio galingumo šildytuvą ar kelis mažos galios šildytuvus?

Maža bazinė stotis, mažos galios ir tinka visiems.

Jei tik didelė bazinė stotis, spinduliavimas yra reikšmingas ir per toli, signalo nėra.

Kur yra antena?

Ar pastebėjote, kad mobilieji telefonai anksčiau turėjo ilgą anteną, o ankstyvieji mobilieji telefonai – mažas?Kodėl dabar neturime antenų?

Na, nėra taip, kad mums nereikia antenų;tai, kad mūsų antenos mažėja.

Pagal antenos charakteristikas antenos ilgis turi būti proporcingas bangos ilgiui, maždaug tarp 1/10 ~ 1/4

Keičiantis laikui, mūsų mobiliųjų telefonų ryšio dažnis didėja, o bangos ilgis vis trumpėja, o antena taip pat greitėja.

Milimetrinės bangos ryšys, antena taip pat tampa milimetro lygio

Tai reiškia, kad anteną galima įkišti į mobilųjį telefoną ir net kelias antenas.

Tai trečiasis 5G raktas

Masyvi MIMO (kelių antenų technologija)

MIMO, o tai reiškia daug įvestį, kelis išėjimus.

LTE eroje mes jau turime MIMO, bet antenų nėra per daug, ir galima tik pasakyti, kad tai ankstesnė MIMO versija.

5G eroje MIMO technologija tampa patobulinta Massive MIMO versija.

Mobilusis telefonas gali būti užpildytas keliomis antenomis, jau nekalbant apie mobiliojo ryšio bokštus.

Ankstesnėje bazinėje stotyje buvo tik kelios antenos.

5G eroje antenų skaičius matuojamas ne vienetais, o „Array“ antenų matrica.

Tačiau antenos neturėtų būti per arti viena kitos.

Dėl antenų savybių kelių antenų matrica reikalauja, kad atstumas tarp antenų būtų didesnis nei pusė bangos ilgio.Jei jie priartės per arti, jie trukdys vienas kitam ir paveiks signalų perdavimą ir priėmimą.

Kai bazinė stotis perduoda signalą, tai tarsi lemputė.

Signalas siunčiamas į aplinką.Dėl šviesos, žinoma, yra apšviesti visą kambarį.Jei tik iliustruojate tam tikrą sritį ar objektą, didžioji dalis šviesos yra švaistoma.

Bazinė stotis yra ta pati;eikvojama daug energijos ir išteklių.

Taigi, ar galime rasti nematomą ranką, kuri surištų išsklaidytą šviesą?

Taip ne tik taupoma energija, bet ir užtikrinama, kad apšviestoje vietoje būtų pakankamai šviesos.

Atsakymas yra taip.

Tai yraSpindulio formavimas

Spindulio formavimas arba erdvinis filtravimas yra signalo apdorojimo technika, naudojama jutiklių matricose kryptingam signalui perduoti arba priimti.Tai pasiekiama sujungiant elementus antenos matricoje, kad signalai tam tikrais kampais patirtų konstruktyvius trukdžius, o kiti – destruktyvius.Spindulio formavimas gali būti naudojamas tiek perdavimo, tiek priėmimo galuose, kad būtų pasiektas erdvinis selektyvumas.

Ši erdvinio tankinimo technologija pasikeitė iš įvairiakrypčio signalo aprėpties į tikslias krypties paslaugas, netrukdys tarp spindulių toje pačioje erdvėje, kad būtų užtikrinta daugiau ryšio ryšių, žymiai pagerintas bazinės stoties paslaugų pajėgumas.

Dabartiniame mobiliajame tinkle, net jei du žmonės skambina vienas kitam akis į akį, signalai perduodami per bazines stotis, įskaitant valdymo signalus ir duomenų paketus.

Tačiau 5G eroje ši situacija nebūtinai yra tokia.

Penktoji svarbi 5G savybė –D2Dyra įrenginys prie įrenginio.

5G eroje, jei du toje pačioje bazinėje stotyje esantys vartotojai bendrauja tarpusavyje, jų duomenys nebebus persiunčiami per bazinę stotį, o tiesiai į mobilųjį telefoną.

Tokiu būdu sutaupoma daug oro resursų ir sumažinamas slėgis bazinėje stotyje.

Bet jei manote, kad tokiu būdu mokėti nereikia, klystate.

Valdymo pranešimas taip pat turi būti išsiųstas iš bazinės stoties;naudojate spektro išteklius.Kaip operatoriai galėjo jus paleisti?

Ryšio technologijos nėra paslaptingos;Kaip komunikacijos technologijų karūnos brangakmenis, 5 G nėra nepasiekiama inovacijų revoliucijos technologija;tai daugiau esamų komunikacijos technologijų evoliucija.

Kaip sakė vienas ekspertas -

Komunikacijos technologijų ribos neapsiriboja techniniais apribojimais, o išvadomis, pagrįstomis griežta matematika, kurios neįmanoma greitai peržengti.

O kaip toliau tirti komunikacijos potencialą remiantis moksliniais principais – nenuilstamas daugelio komunikacijos pramonės žmonių siekis.