Koja je razlika između 5G i 4G?

Koja je razlika između 5G i 4G?

Današnja priča počinje formulom.

To je jednostavna, ali čarobna formula.Jednostavan je jer ima samo tri slova.I to je nevjerojatno jer je to formula koja sadrži misterij komunikacijske tehnologije.

Formula je:

Dopustite mi da objasnim formulu, koja je osnovna formula fizike, brzina svjetlosti = valna duljina * frekvencija.

O formuli možete reći: bilo da je 1G, 2G, 3G ili 4G, 5G, sve samostalno.

Žičano?Bežični?

Postoje samo dvije vrste komunikacijskih tehnologija – žična komunikacija i bežična komunikacija.

Ako vas nazovem, informacijski podaci su ili u zraku (nevidljivi i neopipljivi) ili u fizičkom materijalu (vidljivi i opipljivi).

Ako se prenosi fizičkim materijalima, radi se o žičnoj komunikaciji.Koristi se bakrena žica, optička vlakna itd., a svi se nazivaju žičani mediji.

Kada se podaci prenose putem žičane mreže, brzina može doseći vrlo visoke vrijednosti.

Na primjer, u laboratoriju je najveća brzina jednog vlakna dosegla 26Tbps;to je dvadeset šest tisuća puta tradicionalnog kabela.

Optičko vlakno

Zračna komunikacija je usko grlo mobilne komunikacije.

Trenutačni glavni mobilni standard je 4G LTE, teoretska brzina od samo 150 Mbps (isključujući agregaciju nositelja).Ovo je potpuno ništa u usporedbi s kabelom.

Stoga,ako 5G želi postići veliku brzinu end-to-end, kritična je točka probiti bežično usko grlo.

Kao što svi znamo, bežična komunikacija je korištenje elektromagnetskih valova za komunikaciju.Elektronski valovi i svjetlosni valovi su elektromagnetski valovi.

Njegova frekvencija određuje funkciju elektromagnetskog vala.Elektromagnetski valovi različitih frekvencija imaju različite karakteristike i stoga imaju druge namjene.

Na primjer, visokofrekventne gama zrake imaju značajnu smrtonosnost i mogu se koristiti za liječenje tumora.

Trenutno uglavnom koristimo električne valove za komunikaciju.naravno, postoji uspon optičkih komunikacija, poput LIFI-ja.

LiFi (light fidelity), komunikacija vidljivim svjetlom.

Vratimo se prvo radio valovima.

Elektronika pripada vrsti elektromagnetskih valova.Njegovi frekvencijski resursi su ograničeni.

Frekvenciju smo podijelili na različite dijelove i dodijelili ih različitim objektima i namjenama kako bismo izbjegli smetnje i sukobe.

Korištenje radio valova različitih frekvencija

Uglavnom koristimoMF-SHFza komunikaciju mobilnim telefonom.

Na primjer, "GSM900" i "CDMA800" često se odnose na GSM koji radi na 900MHz i CDMA koji radi na 800MHz.

Trenutačno glavni svjetski 4G LTE tehnološki standard pripada UHF i SHF.

Kina uglavnom koristi SHF

Kao što vidite, s razvojem 1G, 2G, 3G, 4G, korištena radio frekvencija postaje sve veća i veća.

Zašto?

To je uglavnom zato što je viša frekvencija, to je više dostupnih resursa frekvencije.Što je više frekvencijskih izvora dostupno, veća se brzina prijenosa može postići.

Veća frekvencija znači više resursa, što znači veću brzinu.

Dakle, za što 5G koristi određene frekvencije?

Kako je prikazano dolje:

Frekvencijski raspon 5G podijeljen je u dvije vrste: jedna je ispod 6 GHz, što se ne razlikuje previše od naših trenutnih 2G, 3G, 4G, i druga, koja je visoka, iznad 24 GHz.

Trenutačno je 28GHz vodeći međunarodni testni pojas (frekvencijski pojas bi također mogao postati prvi komercijalni frekvencijski pojas za 5G)

Ako se izračuna na 28 GHz, prema formuli koju smo gore spomenuli:

Pa, to je prva tehnička značajka 5G

Milimetarski val

Dopustite mi da ponovno pokažem tablicu učestalosti:

Obratite pozornost na dno.Je li to amilimetarski val!

Pa, kad su visoke frekvencije tako dobre, zašto nismo prije koristili visoke frekvencije?

Razlog je jednostavan:

– nije da ga ne želite koristiti.Ne možete si to priuštiti.

Izvanredne karakteristike elektromagnetskih valova: što je viša frekvencija, to je kraća valna duljina, što je bliže linearnom širenju (to je lošija sposobnost difrakcije).Što je veća frekvencija, to je veće prigušenje u mediju.

Pogledajte svoju lasersku olovku (valna duljina je oko 635 nm).Emitirano svjetlo je ravno.Ako ga blokirate, ne možete proći.

Zatim pogledajte satelitsku komunikaciju i GPS navigaciju (valna duljina je oko 1 cm).Ako postoji prepreka, neće biti signala.

Veliki pot satelita mora biti kalibriran kako bi usmjerio satelit u pravom smjeru ili će čak i malo odstupanje utjecati na kvalitetu signala.

Ako mobilna komunikacija koristi visokofrekventni pojas, njen najveći problem je značajno skraćena udaljenost prijenosa, a sposobnost pokrivanja je znatno smanjena.

Za pokrivanje istog područja, broj potrebnih 5G baznih stanica značajno će premašiti 4G.

Što znači broj baznih stanica?Novac, ulaganje i trošak.

Što je niža frekvencija, to će mreža biti jeftinija i konkurentnija.Zato su se svi operateri borili za niskofrekventne pojaseve.

Neki pojasevi se čak nazivaju - zlatnim frekvencijskim pojasevima.

Stoga, na temelju gore navedenih razloga, pod pretpostavkom visoke frekvencije, kako bi se smanjio pritisak na troškove izgradnje mreže, 5G mora pronaći novi izlaz.

I koji su izlazi?

Prvo, tu je mikro bazna stanica.

Mikro bazna stanica

Postoje dvije vrste baznih stanica, mikro bazne stanice i makro bazne stanice.Pogledajte naziv, mikro bazna stanica je malena;makro bazna stanica je ogromna.

Makro bazna stanica:

Za pokrivanje velikog područja.

Mikro bazna stanica:

Jako malo.

Sada se često mogu vidjeti mnoge mikro bazne stanice, posebno u urbanim područjima iu zatvorenom prostoru.

U budućnosti, kada je u pitanju 5G, bit će ih mnogo više, i bit će instalirani posvuda, gotovo svugdje.

Možete se pitati, hoće li biti ikakvog utjecaja na ljudsko tijelo ako je toliko baznih stanica u blizini?

Moj odgovor je – ne.

Što je više baznih stanica, manje je zračenja.

Razmislite, zimi, u kući s grupom ljudi, je li bolje imati jednu grijalicu velike snage ili nekoliko grijalica male snage?

Mala bazna stanica, niske snage i pogodna za sve.

Ako je samo velika bazna stanica, zračenje je značajno i predaleko, nema signala.

Gdje je antena?

Jeste li primijetili da su mobiteli u prošlosti imali dugu antenu, a prvi mobiteli male antene?Zašto sada nemamo antene?

Pa, nije da nam ne trebaju antene;radi se o tome da su nam antene sve manje.

Prema karakteristikama antene, duljina antene treba biti proporcionalna valnoj duljini, otprilike između 1/10 ~ 1/4

Kako se vrijeme mijenja, komunikacijska frekvencija naših mobilnih telefona postaje sve veća, a valna duljina sve kraća i kraća, a antena će također postati brža.

Komunikacija milimetarskim valovima, antena također postaje milimetarska

To znači da se antena može cijela umetnuti u mobilni telefon i čak nekoliko antena.

Ovo je treći ključ 5G

Masivna MIMO (tehnologija s više antena)

MIMO, što znači višestruki ulaz, višestruki izlaz.

U LTE eri već imamo MIMO, ali broj antena nije prevelik i može se samo reći da je to prethodna verzija MIMO-a.

U eri 5G MIMO tehnologija postaje poboljšana verzija Massive MIMO-a.

Mobitel se može napuniti s više antena, da ne spominjemo mobilne tornjeve.

U prethodnoj baznoj stanici bilo je samo nekoliko antena.

U eri 5G, broj antena se ne mjeri po komadima već po “Array” antenskom nizu.

Međutim, antene ne smiju biti preblizu jedna drugoj.

Zbog karakteristika antena, višeantenski niz zahtijeva da udaljenost između antena bude iznad polovine valne duljine.Ako se previše približe, ometat će jedni druge i utjecati na prijenos i prijem signala.

Kad bazna stanica odašilje signal, to je poput žarulje.

Signal se emitira u okolinu.Jer svjetlo, naravno, treba osvijetliti cijelu sobu.Ako samo za ilustraciju određenog područja ili objekta, većina svjetla se gubi.

Bazna stanica je ista;uzalud se troši mnogo energije i resursa.

Dakle, možemo li pronaći nevidljivu ruku da poveže raspršeno svjetlo?

Ovo ne samo da štedi energiju, već također osigurava da prostor koji treba osvijetliti ima dovoljno svjetla.

Odgovor je da.

Ovo jeOblikovanje snopa

Oblikovanje snopa ili prostorno filtriranje je tehnika obrade signala koja se koristi u senzorskim nizovima za usmjereni prijenos ili prijem signala.To se postiže kombiniranjem elemenata u antenskom nizu tako da signali pod određenim kutovima doživljavaju konstruktivne smetnje, dok drugi doživljavaju destruktivne smetnje.Oblikovanje snopa može se koristiti i na odašiljačkom i na prijemnom kraju kako bi se postigla prostorna selektivnost.

Ova tehnologija prostornog multipleksiranja promijenila se iz višesmjerne pokrivenosti signalom u precizne usmjerene usluge, neće interferirati između greda u istom prostoru kako bi se osiguralo više komunikacijskih veza, značajno poboljšao kapacitet usluge bazne stanice.

U trenutnoj mobilnoj mreži, čak i ako se dvije osobe međusobno zovu licem u lice, signali se prenose kroz bazne stanice, uključujući kontrolne signale i pakete podataka.

Ali u eri 5G, ova situacija nije nužno slučaj.

Peta značajna značajka 5G —D2Dje uređaj za uređaj.

U eri 5G, ako dva korisnika pod istom baznom stanicom međusobno komuniciraju, njihovi se podaci više neće prosljeđivati ​​preko bazne stanice već izravno na mobilni telefon.

Na taj način štedi puno zračnih resursa i smanjuje pritisak na baznu stanicu.

No, ako mislite da ne morate plaćati na ovaj način, varate se.

Kontrolna poruka također treba ići od bazne stanice;koristite resurse spektra.Kako su te operateri mogli pustiti?

Komunikacijska tehnologija nije tajanstvena;kao krunski dragulj komunikacijske tehnologije, 5G nije nedostižna tehnologija inovacijske revolucije;to je više evolucija postojeće komunikacijske tehnologije.

Kao što je jedan stručnjak rekao -

Ograničenja komunikacijske tehnologije nisu ograničena na tehnička ograničenja, već na zaključke temeljene na rigoroznoj matematici, koju je nemoguće brzo probiti.

A kako dalje istražiti potencijal komunikacije u okviru znanstvenih načela neumorna je potraga mnogih ljudi u komunikacijskoj industriji.