Apakah perbezaan antara 5G dan 4G?
Kisah hari ini bermula dengan formula.
Ia adalah formula yang mudah tetapi ajaib.Ia mudah kerana ia hanya mempunyai tiga huruf.Dan ia sangat mengagumkan kerana ia adalah formula yang mengandungi misteri teknologi komunikasi.
Formulanya ialah:
Izinkan saya menerangkan formula, iaitu formula fizik asas, kelajuan cahaya = panjang gelombang * frekuensi.
Mengenai formula, anda boleh katakan: sama ada 1G, 2G, 3G atau 4G, 5G, semuanya sendiri.
berwayar?Tanpa wayar?
Terdapat hanya dua jenis teknologi komunikasi – komunikasi wayar dan komunikasi tanpa wayar.
Jika saya menghubungi anda, data maklumat adalah sama ada di udara (tidak kelihatan dan tidak ketara) atau bahan fizikal (kelihatan dan ketara).
Jika ia dihantar pada bahan fizikal, ia adalah komunikasi berwayar.Ia digunakan dawai tembaga, gentian optik., dan lain-lain, semuanya dirujuk sebagai media berwayar.
Apabila data dihantar melalui media berwayar, kadar boleh mencapai nilai yang sangat tinggi.
Sebagai contoh, di makmal, kelajuan maksimum serat tunggal telah mencapai 26Tbps;ia adalah dua puluh enam ribu kali ganda kabel tradisional.
Gentian optik
Komunikasi bawaan udara adalah kesesakan komunikasi mudah alih.
Standard mudah alih arus perdana semasa ialah 4G LTE, kelajuan teori hanya 150Mbps (tidak termasuk pengagregatan pembawa).Ini sama sekali tiada apa-apa berbanding kabel.
Oleh itu,jika 5G ingin mencapai hujung ke hujung berkelajuan tinggi, titik kritikal adalah untuk menembusi kesesakan wayarles.
Seperti yang kita sedia maklum, komunikasi tanpa wayar ialah penggunaan gelombang elektromagnet untuk komunikasi.Gelombang elektronik dan gelombang cahaya adalah kedua-duanya gelombang elektromagnet.
Kekerapannya menentukan fungsi gelombang elektromagnet.Gelombang elektromagnet dengan frekuensi yang berbeza mempunyai ciri yang berbeza dan dengan itu mempunyai kegunaan lain.
Sebagai contoh, sinar gamma frekuensi tinggi mempunyai kematian yang ketara dan boleh digunakan untuk merawat tumor.
Pada masa ini kami menggunakan gelombang elektrik untuk komunikasi.sudah tentu, terdapat peningkatan komunikasi optik, seperti LIFI.
LiFi (kesetiaan cahaya), komunikasi cahaya yang boleh dilihat.
Mari kita kembali kepada gelombang radio dahulu.
Elektronik tergolong dalam sejenis gelombang elektromagnet.Sumber frekuensinya adalah terhad.
Kami membahagikan kekerapan kepada bahagian yang berbeza dan menetapkannya kepada pelbagai objek dan kegunaan untuk mengelakkan gangguan dan konflik.
| Nama Band | Singkatan | Nombor Band ITU | Kekerapan dan Panjang Gelombang | Contoh Penggunaan |
| Frekuensi Sangat Rendah | ELF | 1 | 3-30Hz100,000-10,000km | Komunikasi dengan kapal selam |
| Frekuensi Super Rendah | SLF | 2 | 30-300Hz10,000-1,000km | Komunikasi dengan kapal selam |
| Frekuensi Ultra Rendah | ULF | 3 | 300-3,000Hz1,000-100km | Komunikasi Kapal Selam, Komunikasi dalam lombong |
| Frekuensi Sangat Rendah | VLF | 4 | 3-30KHz100-10km | Navigasi, isyarat masa, komunikasi kapal selam, monitor kadar jantung tanpa wayar, geofizik |
| Frekuensi rendah | LF | 5 | 30-300KHz10-1km | Navigasi, isyarat masa, penyiaran gelombang panjang AM (Eropah dan Bahagian Asia), RFID, radio amatur |
| Frekuensi Sederhana | MF | 6 | 300-3,000KHz1,000-100m | Siaran AM (gelombang sederhana), radio amatur, suar runtuhan salji |
| Berfrekuensi tinggi | HF | 7 | 3-30MHz100-10J | Siaran gelombang pendek, radio band warganegara, radio amatur dan komunikasi penerbangan atas ufuk, RFID, radar over-the-horizon, penubuhan pautan automatik (ALE) / komunikasi radio skywave kejadian hampir menegak (NVIS), telefon radio marin dan mudah alih |
| Frekuensi yang sangat tinggi | VHF | 8 | 30-300MHz10-1m | FM, siaran televisyen, komunikasi darat-ke-pesawat dan pesawat-ke-pesawat udara, komunikasi mudah alih darat dan maritim, radio amatur, radio cuaca |
| Frekuensi ultra tinggi | UHF | 9 | 300-3,000MHz1-0.1m | Siaran televisyen, ketuhar gelombang mikro, peranti/komunikasi gelombang mikro, astronomi radio, telefon mudah alih, LAN wayarles, Bluetooth, ZigBee, GPS dan radio dua hala seperti mudah alih darat, radio FRS dan GMRS, radio amatur, radio satelit, Sistem Kawalan Jauh, ADSB |
| Frekuensi Super Tinggi | SHF | 10 | 3-30GHz100-10mm | Astronomi radio, peranti/komunikasi gelombang mikro, LAN wayarles, DSRC, radar paling moden, satelit komunikasi, penyiaran televisyen kabel dan satelit, DBS, radio amatur, radio satelit |
| Kekerapan yang sangat tinggi | EHF | 11 | 30-300GHz10-1mm | Astronomi radio, geganti radio gelombang mikro frekuensi tinggi, penderiaan jauh gelombang mikro, radio amatur, senjata tenaga terarah, pengimbas gelombang milimeter, Wireless Lan 802.11ad |
| Terahertz atau Frekuensi yang sangat tinggi | THz daripada THF | 12 | 300-3,000GHz1-0.1mm | Pengimejan perubatan eksperimen untuk menggantikan sinar-X, dinamik molekul ultrapantas, fizik jirim terkondensasi, spektroskopi domain masa terahertz, pengkomputeran/komunikasi terahertz, penderiaan jauh |
Penggunaan gelombang radio dengan frekuensi yang berbeza
Kami terutamanya menggunakanMF-SHFuntuk komunikasi telefon mudah alih.
Sebagai contoh, "GSM900" dan "CDMA800" sering merujuk kepada GSM yang beroperasi pada 900MHz dan CDMA berjalan pada 800MHz.
Pada masa ini, piawaian teknologi 4G LTE arus perdana dunia adalah milik UHF dan SHF.
China terutamanya menggunakan SHF
Seperti yang anda lihat, dengan perkembangan 1G, 2G, 3G, 4G, frekuensi radio yang digunakan semakin tinggi dan tinggi.
kenapa?
Ini terutamanya kerana lebih tinggi frekuensi, lebih banyak sumber frekuensi tersedia.Lebih banyak sumber frekuensi tersedia, lebih tinggi kadar penghantaran boleh dicapai.
Frekuensi yang lebih tinggi bermakna lebih banyak sumber, yang bermaksud kelajuan yang lebih pantas.
Jadi, apakah 5 G menggunakan frekuensi tertentu?
Seperti yang ditunjukkan di bawah:
Julat frekuensi 5G terbahagi kepada dua jenis: satu di bawah 6GHz, yang tidak terlalu berbeza daripada 2G, 3G, 4G dan satu lagi, yang tinggi, melebihi 24GHz.
Pada masa ini, 28GHz ialah jalur ujian antarabangsa yang terkemuka (jalur frekuensi juga boleh menjadi jalur frekuensi komersial pertama untuk 5G)
Jika dikira dengan 28GHz, mengikut formula yang kami nyatakan di atas:
Nah, itulah ciri teknikal pertama 5G
Gelombang milimeter
Benarkan saya menunjukkan jadual kekerapan sekali lagi:
| Nama Band | Singkatan | Nombor Band ITU | Kekerapan dan Panjang Gelombang | Contoh Penggunaan |
| Frekuensi Sangat Rendah | ELF | 1 | 3-30Hz100,000-10,000km | Komunikasi dengan kapal selam |
| Frekuensi Super Rendah | SLF | 2 | 30-300Hz10,000-1,000km | Komunikasi dengan kapal selam |
| Frekuensi Ultra Rendah | ULF | 3 | 300-3,000Hz1,000-100km | Komunikasi Kapal Selam, Komunikasi dalam lombong |
| Frekuensi Sangat Rendah | VLF | 4 | 3-30KHz100-10km | Navigasi, isyarat masa, komunikasi kapal selam, monitor kadar jantung tanpa wayar, geofizik |
| Frekuensi rendah | LF | 5 | 30-300KHz10-1km | Navigasi, isyarat masa, penyiaran gelombang panjang AM (Eropah dan Bahagian Asia), RFID, radio amatur |
| Frekuensi Sederhana | MF | 6 | 300-3,000KHz1,000-100m | Siaran AM (gelombang sederhana), radio amatur, suar runtuhan salji |
| Berfrekuensi tinggi | HF | 7 | 3-30MHz100-10J | Siaran gelombang pendek, radio band warganegara, radio amatur dan komunikasi penerbangan atas ufuk, RFID, radar over-the-horizon, penubuhan pautan automatik (ALE) / komunikasi radio skywave kejadian hampir menegak (NVIS), telefon radio marin dan mudah alih |
| Frekuensi yang sangat tinggi | VHF | 8 | 30-300MHz10-1m | FM, siaran televisyen, komunikasi darat-ke-pesawat dan pesawat-ke-pesawat udara, komunikasi mudah alih darat dan maritim, radio amatur, radio cuaca |
| Frekuensi ultra tinggi | UHF | 9 | 300-3,000MHz1-0.1m | Siaran televisyen, ketuhar gelombang mikro, peranti/komunikasi gelombang mikro, astronomi radio, telefon mudah alih, LAN wayarles, Bluetooth, ZigBee, GPS dan radio dua hala seperti mudah alih darat, radio FRS dan GMRS, radio amatur, radio satelit, Sistem Kawalan Jauh, ADSB |
| Frekuensi Super Tinggi | SHF | 10 | 3-30GHz100-10mm | Astronomi radio, peranti/komunikasi gelombang mikro, LAN wayarles, DSRC, radar paling moden, satelit komunikasi, penyiaran televisyen kabel dan satelit, DBS, radio amatur, radio satelit |
| Kekerapan yang sangat tinggi | EHF | 11 | 30-300GHz10-1mm | Astronomi radio, geganti radio gelombang mikro frekuensi tinggi, penderiaan jauh gelombang mikro, radio amatur, senjata tenaga terarah, pengimbas gelombang milimeter, Wireless Lan 802.11ad |
| Terahertz atau Frekuensi yang sangat tinggi | THz daripada THF | 12 | 300-3,000GHz1-0.1mm | Pengimejan perubatan eksperimen untuk menggantikan sinar-X, dinamik molekul ultrapantas, fizik jirim terkondensasi, spektroskopi domain masa terahertz, pengkomputeran/komunikasi terahertz, penderiaan jauh |
Sila beri perhatian kepada garis bawah.Adakah itu agelombang milimeter!
Nah, kerana frekuensi tinggi sangat baik, mengapa kita tidak menggunakan frekuensi tinggi sebelum ini?
Sebabnya mudah sahaja:
–bukannya anda tidak mahu menggunakannya.Ia adalah bahawa anda tidak mampu.
Ciri-ciri luar biasa gelombang elektromagnet: semakin tinggi frekuensi, semakin pendek panjang gelombang, semakin dekat dengan perambatan linear (semakin teruk keupayaan pembelauan).Semakin tinggi frekuensi, semakin besar pengecilan dalam medium.
Lihatlah pen laser anda (panjang gelombang kira-kira 635nm).Cahaya yang dipancarkan adalah lurus.Jika anda menyekatnya, anda tidak boleh melaluinya.
Kemudian lihat komunikasi satelit dan navigasi GPS (panjang gelombang kira-kira 1cm).Jika ada halangan, tidak akan ada isyarat.
Periuk besar satelit mesti ditentukur untuk menghalakan satelit ke arah yang betul, atau sedikit salah jajaran akan menjejaskan kualiti isyarat.
Jika komunikasi mudah alih menggunakan jalur frekuensi tinggi, masalah yang paling ketara ialah jarak penghantaran yang dipendekkan dengan ketara, dan keupayaan liputan berkurangan.
Untuk meliputi kawasan yang sama, bilangan stesen pangkalan 5G yang diperlukan akan melebihi 4G dengan ketara.
Apakah maksud bilangan stesen pangkalan?Wang, pelaburan, dan kos.
Semakin rendah frekuensi, semakin murah rangkaian itu, dan semakin kompetitif.Itulah sebabnya semua pembawa bergelut untuk jalur frekuensi rendah.
Sesetengah jalur dipanggil - jalur frekuensi emas.
Oleh itu, berdasarkan sebab di atas, di bawah premis frekuensi tinggi, untuk mengurangkan tekanan kos pembinaan rangkaian, 5G mesti mencari jalan keluar baharu.
Dan apakah jalan keluarnya?
Pertama, terdapat stesen pangkalan mikro.
stesen pangkalan mikro
Terdapat dua jenis stesen pangkalan, stesen pangkalan mikro dan stesen pangkalan makro.Lihat nama, dan stesen pangkalan mikro adalah kecil;stesen pangkalan makro sangat besar.
Stesen pangkalan makro:
Untuk meliputi kawasan yang luas.
Stesen pangkalan mikro:
Sangat kecil.
Banyak stesen pangkalan mikro sekarang, terutamanya di kawasan bandar dan dalaman, sering boleh dilihat.
Pada masa hadapan, apabila ia datang kepada 5G, akan ada banyak lagi, dan ia akan dipasang di mana-mana, hampir di mana-mana.
Anda mungkin bertanya, adakah terdapat sebarang kesan pada tubuh manusia jika terdapat begitu banyak stesen pangkalan?
Jawapan saya ialah -tidak.
Semakin banyak stesen pangkalan, semakin kurang radiasi yang ada.
Fikirkanlah, pada musim sejuk, di dalam rumah dengan sekumpulan orang, adakah lebih baik untuk mempunyai satu pemanas kuasa tinggi atau beberapa pemanas kuasa rendah?
Stesen pangkalan yang kecil, kuasa rendah dan sesuai untuk semua orang.
Jika hanya stesen pangkalan yang besar, sinaran adalah ketara dan terlalu jauh, tiada isyarat.
Di manakah antena?
Pernahkah anda perasan bahawa telefon bimbit mempunyai antena yang panjang pada masa lalu, dan telefon mudah alih awal mempunyai antena kecil?Mengapa kita tidak mempunyai antena sekarang?
Bukannya kita tidak memerlukan antena;ia adalah bahawa antena kami semakin kecil.
Mengikut ciri-ciri antena, panjang antena hendaklah berkadar dengan panjang gelombang, kira-kira antara 1/10 ~ 1/4
Apabila masa berubah, frekuensi komunikasi telefon bimbit kita semakin tinggi, dan panjang gelombang semakin pendek, dan antena juga akan menjadi lebih pantas.
Komunikasi gelombang milimeter, antena juga menjadi tahap milimeter
Ini bermakna antena boleh dimasukkan sepenuhnya ke dalam telefon bimbit dan juga beberapa antena.
Ini adalah kunci ketiga 5G
MIMO besar-besaran (teknologi berbilang antena)
MIMO, yang bermaksud berbilang input, berbilang output.
Dalam era LTE, kami sudah mempunyai MIMO, tetapi bilangan antena tidak terlalu banyak, dan Ia hanya boleh dikatakan bahawa ia adalah versi terdahulu MIMO.
Dalam era 5G, teknologi MIMO menjadi versi dipertingkatkan Massive MIMO.
Telefon bimbit boleh disumbat dengan berbilang antena, apatah lagi menara sel.
Di stesen pangkalan sebelumnya, hanya terdapat beberapa antena.
Dalam era 5G, bilangan antena tidak diukur dengan kepingan tetapi oleh tatasusunan antena "Array".
Walau bagaimanapun, antena tidak boleh terlalu rapat.
Oleh kerana ciri-ciri antena, tatasusunan berbilang antena memerlukan jarak antara antena hendaklah dikekalkan melebihi separuh panjang gelombang.Jika mereka terlalu dekat, mereka akan mengganggu antara satu sama lain dan menjejaskan penghantaran dan penerimaan isyarat.
Apabila stesen pangkalan menghantar isyarat, ia seperti mentol lampu.
Isyarat dipancarkan ke persekitaran.Untuk cahaya, sudah tentu, adalah untuk menerangi seluruh bilik.Jika hanya untuk menggambarkan kawasan atau objek tertentu, kebanyakan cahaya terbuang.
Stesen pangkalan adalah sama;banyak tenaga dan sumber terbuang.
Jadi, jika kita boleh mencari tangan yang tidak kelihatan untuk mengikat cahaya yang bertaburan?
Ini bukan sahaja menjimatkan tenaga tetapi juga memastikan kawasan yang akan diterangi mempunyai cahaya yang mencukupi.
Jawapannya ya.
Ini adalahPembentukan pancaran
Pembentukan pancaran atau penapisan spatial ialah teknik pemprosesan isyarat yang digunakan dalam tatasusunan sensor untuk penghantaran atau penerimaan isyarat arah.Ini dicapai dengan menggabungkan elemen dalam tatasusunan antena supaya isyarat pada sudut tertentu mengalami gangguan membina manakala yang lain mengalami gangguan yang merosakkan.Pembentukan pancaran boleh digunakan pada kedua-dua hujung pemancar dan penerima untuk mencapai selektiviti spatial.
Teknologi pemultipleksan spatial ini telah berubah daripada liputan isyarat omnidirectional kepada perkhidmatan arah yang tepat, tidak akan mengganggu antara rasuk dalam ruang yang sama untuk menyediakan lebih banyak pautan komunikasi, meningkatkan kapasiti perkhidmatan stesen pangkalan dengan ketara.
Dalam rangkaian mudah alih semasa, walaupun dua orang memanggil satu sama lain secara bersemuka, isyarat disampaikan melalui stesen pangkalan, termasuk isyarat kawalan dan paket data.
Tetapi dalam era 5G, keadaan ini tidak semestinya berlaku.
Ciri penting kelima 5G —D2Dialah peranti ke peranti.
Dalam era 5G, jika dua pengguna di bawah stesen pangkalan yang sama berkomunikasi antara satu sama lain, data mereka tidak lagi akan dimajukan melalui stesen pangkalan tetapi terus ke telefon mudah alih.
Dengan cara ini, ia menjimatkan banyak sumber udara dan mengurangkan tekanan pada stesen pangkalan.
Tetapi, jika anda fikir anda tidak perlu membayar dengan cara ini, maka anda silap.
Mesej kawalan juga perlu pergi dari stesen pangkalan;anda menggunakan sumber spektrum.Bagaimanakah Operator boleh membiarkan anda pergi?
Teknologi komunikasi tidak misteri;sebagai permata mahkota teknologi komunikasi, 5 G bukanlah teknologi revolusi inovasi yang tidak boleh dicapai;ia lebih kepada evolusi teknologi komunikasi sedia ada.
Seperti kata seorang pakar—
Had teknologi komunikasi tidak terhad kepada batasan teknikal tetapi inferens berdasarkan matematik yang ketat, yang mustahil untuk dipecahkan sebentar lagi.
Dan bagaimana untuk meneroka lebih lanjut potensi komunikasi dalam skop prinsip saintifik adalah usaha gigih ramai orang dalam industri komunikasi.
Masa siaran: Jun-02-2021