Kio estas la diferenco inter 5G kaj 4G?
La hodiaŭa rakonto komenciĝas per formulo.
Ĝi estas simpla sed magia formulo.Ĝi estas simpla ĉar ĝi havas nur tri literojn.Kaj ĝi estas mirinda ĉar ĝi estas formulo kiu enhavas la misteron de komunikado teknologio.
La formulo estas:
Permesu al mi klarigi la formulon, kiu estas la baza fizika formulo, la lumrapido = ondolongo * frekvenco.
Pri la formulo, vi povas diri: ĉu ĝi estas 1G, 2G, 3G, aŭ 4G, 5G, ĉio memstare.
Kabligita?Sendrata?
Estas nur du specoj de komunikadoteknologioj - drata komunikado kaj sendrata komunikado.
Se mi vokas vin, la informaj datumoj estas aŭ en la aero (nevidebla kaj netuŝebla) aŭ la fizika materialo (videbla kaj palpebla).
Se ĝi estas transdonita sur la fizikaj materialoj, ĝi estas kabla komunikado.Ĝi estas uzata kupra drato, optika fibro, ktp., ĉiuj nomataj kiel kablataj amaskomunikiloj.
Kiam datumoj estas elsenditaj tra kablita amaskomunikilaro, la indico povas atingi tre altajn valorojn.
Ekzemple, en la laboratorio, la maksimuma rapido de ununura fibro atingis 26Tbps;ĝi estas dudek ses mil fojojn de tradicia kablo.
Optika Fibro
Aera komunikado estas la proplemkolo de movebla komunikado.
La nuna ĉefa poŝtelefona normo estas 4G LTE, teoria rapideco de nur 150Mbps (ekskludante portanto-agregadon).Ĉi tio estas tute nenio kompare kun kablo.
Tial,se 5G volas atingi altrapidan finon al fino, la kritika punkto estas trarompi la sendratan proplemon.
Kiel ni ĉiuj scias, sendrata komunikado estas la uzo de elektromagnetaj ondoj por komunikado.Elektronikaj ondoj kaj lumaj ondoj estas ambaŭ elektromagnetaj ondoj.
Ĝia frekvenco determinas la funkcion de elektromagneta ondo.Elektromagnetaj ondoj de malsamaj frekvencoj havas malsamajn karakterizaĵojn kaj tiel havas aliajn uzojn.
Ekzemple, altfrekvencaj gamaradioj havas signifan letalecon kaj povas esti uzitaj por trakti tumorojn.
Ni nuntempe ĉefe uzas elektrajn ondojn por komunikado.kompreneble, estas la pliiĝo de optikaj komunikadoj, kiel LIFI.
LiFi (luma fideleco), videbla lumo komunikado.
Ni revenu unue al radiondoj.
Elektroniko apartenas al speco de elektromagneta ondo.Ĝiaj frekvencresursoj estas limigitaj.
Ni dividis frekvencon en malsamajn partojn kaj atribuis ilin al diversaj objektoj kaj uzoj por eviti interferon kaj konflikton.
| Nomo de bando | Mallongigo | Numero de ITU-grupo | Ofteco kaj Ondolongo | Ekzemplaj Uzoj |
| Ege Malalta Ofteco | ELF | 1 | 3-30Hz100.000-10.000 km | Komunikado kun submarŝipoj |
| Super Malalta Ofteco | SLF | 2 | 30-300Hz10.000-1.000 km | Komunikado kun submarŝipoj |
| Ultra Malalta Ofteco | ULF | 3 | 300-3,000 Hz1.000-100km | Submarine Communication, Komunikado ene de minoj |
| Tre Malalta Ofteco | VLF | 4 | 3-30KHz100-10km | Navigado, temposignaloj, submara komunikado, sendrataj korfrekvencaj monitoroj, geofiziko |
| Malalta Ofteco | LF | 5 | 30-300KHz10-1km | Navigado, temposignaloj, AM Longonda dissendado (Eŭropo kaj Partoj de Azio), RFID, amatora radio |
| Meza Ofteco | MF | 6 | 300-3,000KHz1.000-100m | AM (mez-ondaj) elsendoj, amatora radio, lavangsignaloj |
| Alta Ofteco | HF | 7 | 3-30MHz100-10M | Kurtondaj elsendoj, civitanaj bandradio, amatora radio kaj trans-horizontaj aviadkomunikadoj, RFID, trans-horizonta radaro, aŭtomata ligestablado (ALE) / preskaŭ-vertikala incidenta ĉielondaj (NVIS) radiokomunikadoj, mara kaj movebla radiotelefonio |
| Tre alta frekvenco | VHF | 8 | 30-300MHz10-1m | FM, televidelsendoj, vidlinio-ter-al-aviadiloj kaj aviadil-al-aviadilaj komunikadoj, termovaj kaj maraj movaj komunikadoj, amatora radio, veterradio |
| Ultra altfrekvenco | UHF | 9 | 300-3,000MHz1-0,1 m | Televidelsendoj, mikroonda forno, mikroondaparatoj/komunikadoj, radioastronomio, poŝtelefonoj, sendrata LAN, Bludento, ZigBee, GPS kaj dudirektaj radioj kiel ekzemple terpoŝtelefono, FRS kaj GMRS-radioj, amatora radio, satelita radio, Teleregilaj Sistemoj, ADSB |
| Super Alta ofteco | SHF | 10 | 3-30GHz100-10mm | Radioastronomio, mikroondaparatoj/komunikadoj, sendrata LAN, DSRC, la plej multaj modernaj radaroj, komunikadsatelitoj, kablo- kaj satelita televiddissendado, DBS, amatora radio, satelitradio |
| Ekstreme alta frekvenco | EHF | 11 | 30-300GHz10-1 mm | Radioastronomio, altfrekvenca mikroonda radiorelajso, mikroonda telesensado, amatora radio, direktita energia armilo, milimetra ondoskanilo, Sendrata Lan 802.11ad |
| Teraherco aŭ Tre altfrekvenco | THz de THF | 12 | 300-3,000GHz1-0,1 mm | Eksperimenta medicina bildigo por anstataŭigi Rentgenradiojn, ultrarapidan molekulan dinamikon, densigitan fizikon, terahercan tempdomajnan spektroskopion, terahercan komputadon/komunikadojn, telesensadon. |
La uzo de radiondoj de malsamaj frekvencoj
Ni ĉefe uzasMF-SHFpor poŝtelefona komunikado.
Ekzemple, "GSM900" kaj "CDMA800" ofte rilatas al GSM funkcianta je 900MHz kaj CDMA funkcianta je 800MHz.
Nuntempe, la ĉefa teknologio 4G LTE de la mondo apartenas al UHF kaj SHF.
Ĉinio ĉefe uzas SHF
Kiel vi povas vidi, kun la disvolviĝo de 1G, 2G, 3G, 4G, la uzata radiofrekvenco pli kaj pli altiĝas.
Kial?
Ĉi tio estas ĉefe ĉar ju pli alta la frekvenco, des pli frekvencaj rimedoj disponeblaj.Ju pli da frekvencresursoj estas disponeblaj, des pli alta la dissendrapideco povas esti atingita.
Pli alta ofteco signifas pli da rimedoj, kio signifas pli rapidan rapidecon.
Do, kion 5 G uzas la specifajn frekvencojn?
Kiel montrite sube:
La frekvenca gamo de 5G estas dividita en du tipojn: unu estas sub 6GHz, kiu ne tro diferencas de niaj nunaj 2G, 3G, 4G, kaj la alia, kiu estas alta, super 24GHz.
Nuntempe, 28GHz estas la gvida internacia testgrupo (la frekvencbendo ankaŭ povas iĝi la unua komerca frekvenca bendo por 5G)
Se kalkulite per 28GHz, laŭ la formulo, kiun ni menciis supre:
Nu, tio estas la unua teknika trajto de 5G
Milimetra ondo
Permesu al mi montri la frekvenctabelon denove:
| Nomo de bando | Mallongigo | Numero de ITU-grupo | Ofteco kaj Ondolongo | Ekzemplaj Uzoj |
| Ege Malalta Ofteco | ELF | 1 | 3-30Hz100.000-10.000 km | Komunikado kun submarŝipoj |
| Super Malalta Ofteco | SLF | 2 | 30-300Hz10.000-1.000 km | Komunikado kun submarŝipoj |
| Ultra Malalta Ofteco | ULF | 3 | 300-3,000 Hz1.000-100km | Submarine Communication, Komunikado ene de minoj |
| Tre Malalta Ofteco | VLF | 4 | 3-30KHz100-10km | Navigado, temposignaloj, submara komunikado, sendrataj korfrekvencaj monitoroj, geofiziko |
| Malalta Ofteco | LF | 5 | 30-300KHz10-1km | Navigado, temposignaloj, AM Longonda dissendado (Eŭropo kaj Partoj de Azio), RFID, amatora radio |
| Meza Ofteco | MF | 6 | 300-3,000KHz1.000-100m | AM (mez-ondaj) elsendoj, amatora radio, lavangsignaloj |
| Alta Ofteco | HF | 7 | 3-30MHz100-10M | Kurtondaj elsendoj, civitanaj bandradio, amatora radio kaj trans-horizontaj aviadkomunikadoj, RFID, trans-horizonta radaro, aŭtomata ligestablado (ALE) / preskaŭ-vertikala incidenta ĉielondaj (NVIS) radiokomunikadoj, mara kaj movebla radiotelefonio |
| Tre alta frekvenco | VHF | 8 | 30-300MHz10-1m | FM, televidelsendoj, vidlinio-ter-al-aviadiloj kaj aviadil-al-aviadilaj komunikadoj, termovaj kaj maraj movaj komunikadoj, amatora radio, veterradio |
| Ultra altfrekvenco | UHF | 9 | 300-3,000MHz1-0,1 m | Televidelsendoj, mikroonda forno, mikroondaparatoj/komunikadoj, radioastronomio, poŝtelefonoj, sendrata LAN, Bludento, ZigBee, GPS kaj dudirektaj radioj kiel ekzemple terpoŝtelefono, FRS kaj GMRS-radioj, amatora radio, satelita radio, Teleregilaj Sistemoj, ADSB |
| Super Alta ofteco | SHF | 10 | 3-30GHz100-10mm | Radioastronomio, mikroondaparatoj/komunikadoj, sendrata LAN, DSRC, la plej multaj modernaj radaroj, komunikadsatelitoj, kablo- kaj satelita televiddissendado, DBS, amatora radio, satelitradio |
| Ekstreme alta frekvenco | EHF | 11 | 30-300GHz10-1 mm | Radioastronomio, altfrekvenca mikroonda radiorelajso, mikroonda telesensado, amatora radio, direktita energia armilo, milimetra ondoskanilo, Sendrata Lan 802.11ad |
| Teraherco aŭ Tre altfrekvenco | THz de THF | 12 | 300-3,000GHz1-0,1 mm | Eksperimenta medicina bildigo por anstataŭigi Rentgenradiojn, ultrarapidan molekulan dinamikon, densigitan fizikon, terahercan tempdomajnan spektroskopion, terahercan komputadon/komunikadojn, telesensadon. |
Bonvolu atenti la malsupran linion.Ĉu tio estas amilimetra ondo!
Nu, ĉar altfrekvencoj estas tiel bonaj, kial ni antaŭe ne uzis altfrekvencon?
La kialo estas simpla:
–ne temas pri tio, ke vi ne volas uzi ĝin.Estas ke vi ne povas pagi ĝin.
La rimarkindaj trajtoj de elektromagnetaj ondoj: ju pli alta la frekvenco, des pli mallonga la ondolongo, des pli proksima al la lineara disvastigo (ju pli malbona la difraktokapablo).Ju pli alta la frekvenco, des pli granda la malfortiĝo en la medio.
Rigardu vian laseran plumon (ondolongo estas ĉirkaŭ 635nm).La lumo elsendita estas rekta.Se vi blokas ĝin, vi ne povas trapasi ĝin.
Poste rigardu satelitajn komunikadojn kaj GPS-navigadon (ondolongo estas ĉirkaŭ 1cm).Se estas obstrukco, ne estos signalo.
La granda poto de la satelito devas esti kalibrita por direkti la sateliton en la ĝusta direkto, aŭ eĉ eta misaligno influos la signalan kvaliton.
Se movebla komunikado uzas la altfrekvencan bandon, ĝia plej grava problemo estas la signife mallongigita dissenda distanco, kaj la kovrokapablo estas multe reduktita.
Por kovri la saman areon, la nombro da 5G bazstacioj bezonataj signife superos 4G.
Kion signifas la nombro de bazstacioj?La mono, investo, kaj la kosto.
Ju pli malalta la ofteco, des pli malmultekosta la reto estos, kaj des pli konkurenciva ĝi estos.Tial ĉiuj portantoj luktis por malaltfrekvencaj bandoj.
Iuj bandoj eĉ estas nomitaj - la oraj frekvencbendoj.
Tial, surbaze de la supraj kialoj, sub la premiso de alta ofteco, por redukti la kostan premon de reto-konstruo, 5G devas trovi novan eliron.
Kaj kio estas la elirejo?
Unue, estas la mikrobaza stacio.
Mikrobaza stacidomo
Estas du specoj de bazstacioj, mikrobazaj stacioj kaj makrobazaj stacioj.Rigardu la nomon, kaj la mikrobaza stacidomo estas eta;la makrobaza stacidomo estas enorma.
Makrobaza stacidomo:
Por kovri grandan areon.
Mikrobaza stacio:
Tre malgranda.
Multaj mikrobazaj stacioj nun, precipe en urbaj areoj kaj endomaj, ofte videblas.
En la estonteco, se temas pri 5G, estos multaj pli, kaj ili estos instalitaj ĉie, preskaŭ ĉie.
Vi eble demandos, ĉu estos iu efiko al la homa korpo se tiom da bazstacioj estas ĉirkaŭe?
Mia respondo estas -ne.
Ju pli da bazstacioj estas, des malpli da radiado estas.
Pensu pri tio, vintre, en domo kun grupo da homoj, ĉu estas pli bone havi unu altfortan hejtilon aŭ plurajn malaltfortajn hejtilojn?
La malgranda bazstacio, malalta potenco kaj taŭga por ĉiuj.
Se nur granda bazstacio, la radiado estas signifa kaj tro malproksime, ne estas signalo.
Kie estas la anteno?
Ĉu vi rimarkis, ke poŝtelefonoj havis longan antenon en la pasinteco, kaj fruaj poŝtelefonoj havis malgrandajn antenojn?Kial ni nun ne havas antenojn?
Nu, ne estas ke ni ne bezonas antenojn;estas ke niaj antenoj malgrandiĝas.
Laŭ la karakterizaĵoj de la anteno, la longo de la anteno devus esti proporcia al la ondolongo, proksimume inter 1/10 ~ 1/4
Dum la tempo ŝanĝiĝas, la komunika frekvenco de niaj poŝtelefonoj pliiĝas, kaj la ondolongo pli kaj pli mallongiĝas, kaj ankaŭ la anteno fariĝos pli rapida.
Milimetra ondo komunikado, la anteno ankaŭ fariĝas milimetra nivelo
Ĉi tio signifas, ke la anteno povas esti enmetita tute en la poŝtelefonon kaj eĉ plurajn antenojn.
Ĉi tiu estas la tria ŝlosilo de 5G
Masiva MIMO (Mult-antena teknologio)
MIMO, kio signifas multobla enigo, multobla eligo.
En la LTE-epoko, ni jam havas MIMO, sed la nombro da antenoj ne estas tro multe, kaj oni povas nur diri, ke ĝi estas la antaŭa versio de MIMO.
En la epoko 5G, MIMO-teknologio fariĝas plibonigita versio de Massive MIMO.
Poŝtelefono povas esti plenigita per multoblaj antenoj, por ne mencii ĉelaj turoj.
En la antaŭa bazstacio, estis nur kelkaj antenoj.
En la 5G-epoko, la nombro da antenoj ne estas mezurita per pecoj sed per la "Array" antenaro.
Tamen, la antenoj ne estu tro proksimaj.
Pro la karakterizaĵoj de antenoj, multi-antena aro postulas ke la distanco inter antenoj estu konservita super duona ondolongo.Se ili tro proksimas, ili malhelpos unu la alian kaj influos la transdonon kaj ricevon de signaloj.
Kiam la bazstacio elsendas signalon, ĝi estas kiel ampolo.
La signalo estas elsendita al la ĉirkaŭaĵo.Ĉar lumo, kompreneble, estas lumigi la tutan ĉambron.Se nur por ilustri apartan areon aŭ objekton, la plej granda parto de la lumo estas malŝparita.
La bazstacio estas la sama;multe da energio kaj rimedoj estas malŝparitaj.
Do, ĉu ni povas trovi nevideblan manon por ligi la disĵetitan lumon?
Ĉi tio ne nur ŝparas energion, sed ankaŭ certigas, ke la areo lumigita havas sufiĉe da lumo.
La respondo estas jes.
Ĉi tio estasFaskoformado
Faskoformado aŭ spaca filtrado estas signaltraktadtekniko uzita en sensilaroj por unudirekta signaltranssendo aŭ ricevo.Tio estas atingita kombinante elementojn en antenaro tiel ke signaloj laŭ specialaj anguloj travivas konstruivan interferon dum aliaj spertas detruan interferon.Faskoformado povas esti uzata ĉe kaj la elsendaj kaj ricevantaj finoj por atingi spacan selektivecon.
Ĉi tiu spaca multiplexado teknologio ŝanĝiĝis de ĉiudirekta signala kovrado al precizaj direktaj servoj, ne interrompos inter traboj en la sama spaco por provizi pli da komunikado ligoj, signife plibonigas la bazstacio servo kapacito.
En la nuna poŝtelefona reto, eĉ se du homoj vokas unu la alian vizaĝ-al-vizaĝe, la signaloj estas elsenditaj tra bazstacioj, inkluzive de kontrolsignaloj kaj datumpakaĵoj.
Sed en la 5G-epoko, ĉi tiu situacio ne nepre estas la kazo.
La kvina grava trajto de 5G -D2Destas aparato al aparato.
En la epoko 5G, se du uzantoj sub la sama bazstacio komunikas unu kun la alia, iliaj datumoj ne plu estos plusenditaj tra la bazstacio sed rekte al la poŝtelefono.
Tiamaniere ĝi ŝparas multajn aerajn rimedojn kaj reduktas la premon sur la bazstacio.
Sed, se vi pensas, ke vi ne devas pagi tiamaniere, tiam vi eraras.
La kontrolmesaĝo ankaŭ devas iri de la bazstacio;vi uzas la spektrajn rimedojn.Kiel la Operaciistoj povus lasi vin iri?
Komunika teknologio ne estas mistera;kiel la kronjuvelo de komunika teknologio, 5 G ne estas neatingebla noviga revolucia teknologio;ĝi estas pli la evoluo de ekzistanta komunikadoteknologio.
Kiel unu spertulo diris—
La limoj de komunika teknologio ne estas limigitaj al teknikaj limigoj sed konkludoj bazitaj sur rigora matematiko, kiu estas neeble rompi baldaŭ.
Kaj kiel plu esplori la potencialon de komunikado en la amplekso de sciencaj principoj estas la senlaca serĉado de multaj homoj en la komunika industrio.
Afiŝtempo: Jun-02-2021