Wat is die verskil tussen 5G en 4G?
Vandag se storie begin met 'n formule.
Dit is 'n eenvoudige maar magiese formule.Dit is eenvoudig omdat dit net drie letters het.En dit is verstommend, want dit is 'n formule wat die raaisel van kommunikasietegnologie bevat.
Die formule is:
Laat my toe om die formule te verduidelik, wat die basiese fisika formule is, die spoed van lig = golflengte * frekwensie.
Oor die formule kan jy sê: of dit nou 1G, 2G, 3G of 4G, 5G is, alles op sy eie.
Bedraad?Draadloos?
Daar is net twee soorte kommunikasietegnologieë – draadkommunikasie en draadlose kommunikasie.
As ek jou bel, is die inligtingsdata óf in die lug (onsigbaar en ontasbaar) óf die fisiese materiaal (sigbaar en tasbaar).
As dit op die fisiese materiaal oorgedra word, is dit bedrade kommunikasie.Dit word gebruik van koperdraad, optiese vesel., ens., na verwys almal as bedrade media.
Wanneer data oor bedrade media versend word, kan die koers baie hoë waardes bereik.
Byvoorbeeld, in die laboratorium het die maksimum spoed van 'n enkele vesel 26Tbps bereik;dit is ses-en-twintigduisend keer van tradisionele kabel.
Optiese vesel
Lugkommunikasie is die bottelnek van mobiele kommunikasie.
Die huidige hoofstroom mobiele standaard is 4G LTE, 'n teoretiese spoed van slegs 150 Mbps (draer-aggregasie uitgesluit).Dit is heeltemal niks in vergelyking met kabel nie.
Daarom,as 5G 'n hoë-spoed end-tot-end wil bereik, is die kritieke punt om deur die draadlose bottelnek te breek.
Soos ons almal weet, is draadlose kommunikasie die gebruik van elektromagnetiese golwe vir kommunikasie.Elektroniese golwe en liggolwe is albei elektromagnetiese golwe.
Die frekwensie daarvan bepaal die funksie van 'n elektromagnetiese golf.Elektromagnetiese golwe van verskillende frekwensies het verskillende eienskappe en het dus ander gebruike.
Hoëfrekwensie gammastrale het byvoorbeeld beduidende dodelikheid en kan gebruik word om gewasse te behandel.
Ons gebruik tans hoofsaaklik elektriese golwe vir kommunikasie.natuurlik is daar die opkoms van optiese kommunikasie, soos LIFI.
LiFi (liggetrouheid), sigbare lig kommunikasie.
Kom ons kom eers terug na radiogolwe.
Elektronika behoort aan 'n soort elektromagnetiese golf.Sy frekwensie hulpbronne is beperk.
Ons het frekwensie in verskillende dele verdeel en dit aan verskeie voorwerpe en gebruike toegewys om inmenging en konflik te vermy.
| Band Naam | Afkorting | ITU-bandnommer | Frekwensie en golflengte | Voorbeeld Gebruike |
| Uiters lae frekwensie | ELF | 1 | 3-30Hz100 000-10 000 km | Kommunikasie met duikbote |
| Super lae frekwensie | SLF | 2 | 30-300Hz10 000-1 000 km | Kommunikasie met duikbote |
| Ultra lae frekwensie | ULF | 3 | 300-3 000 Hz1 000-100 km | Duikboot Kommunikasie, Kommunikasie binne myne |
| Baie lae frekwensie | VLF | 4 | 3-30KHz100-10km | Navigasie, tydseine, duikboot kommunikasie, draadlose hartklopmonitors, geofisika |
| Lae frekwensie | LF | 5 | 30-300KHz10-1 km | Navigasie, tydseine, AM Longwave-uitsending (Europa en dele van Asië), RFID, amateurradio |
| Medium frekwensie | MF | 6 | 300-3 000 KHz1 000-100 m | AM (mediumgolf) uitsendings, amateurradio, stortvloed bakens |
| Hoë frekwensie | HF | 7 | 3-30MHz100-10M | Kortgolf-uitsendings, burgerbandradio, amateurradio en lugvaartkommunikasie oor die horison, RFID, oor-die-horison-radar, outomatiese skakelvestiging (ALE) / naby-vertikale insidensie luggolf (NVIS) radiokommunikasie, mariene en mobiele radiotelefonie |
| Baie hoë frekwensie | VHF | 8 | 30-300MHz10-1m | FM, televisie-uitsendings, siglyngrond-tot-vliegtuig en vliegtuig-tot-vliegtuig kommunikasie, land mobiele en maritieme mobiele kommunikasie, amateurradio, weerradio |
| Ultra hoë frekwensie | UHF | 9 | 300-3 000 MHz1-0,1 m | Televisie-uitsendings, mikrogolfoond, mikrogolftoestelle/kommunikasie, radio-astronomie, selfone, draadlose LAN, Bluetooth, ZigBee, GPS en tweerigtingradio's soos landmobiele, FRS- en GMRS-radio's, amateurradio, satellietradio, afstandbeheerstelsels, ADSB |
| Super hoë frekwensie | SHF | 10 | 3-30GHz100-10 mm | Radio-astronomie, mikrogolftoestelle/kommunikasie, draadlose LAN, DSRC, mees moderne radars, kommunikasiesatelliete, kabel- en satelliettelevisie-uitsendings, DBS, amateurradio, satellietradio |
| Uiters hoë frekwensie | EHF | 11 | 30-300GHz10-1 mm | Radio-astronomie, hoëfrekwensie mikrogolfradio-aflos, mikrogolfafstandwaarneming, amateurradio, gerigte-energiewapen, millimetergolfskandeerder, Wireless Lan 802.11ad |
| Terahertz of Geweldige hoë frekwensie | THz van THF | 12 | 300-3 000 GHz1-0,1 mm | Eksperimentele mediese beelding om X-strale te vervang, ultravinnige molekulêre dinamika, gekondenseerde materie fisika, terahertz tyddomein spektroskopie, terahertz rekenaar/kommunikasie, afstandswaarneming |
Die gebruik van radiogolwe van verskillende frekwensies
Ons gebruik hoofsaaklikMF-SHFvir selfoonkommunikasie.
Byvoorbeeld, "GSM900" en "CDMA800" verwys dikwels na GSM wat op 900MHz werk en CDMA wat teen 800MHz werk.
Op die oomblik behoort die wêreld se hoofstroom 4G LTE-tegnologiestandaard aan UHF en SHF.
China gebruik hoofsaaklik SHF
Soos u kan sien, met die ontwikkeling van 1G, 2G, 3G, 4G, word die radiofrekwensie wat gebruik word al hoe hoër.
Hoekom?
Dit is hoofsaaklik omdat hoe hoër die frekwensie, hoe meer frekwensie hulpbronne beskikbaar.Hoe meer frekwensiehulpbronne beskikbaar is, hoe hoër kan die transmissietempo bereik word.
Hoër frekwensie beteken meer hulpbronne, wat vinniger spoed beteken.
So, wat gebruik 5 G die spesifieke frekwensies?
Soos hieronder getoon:
Die frekwensiereeks van 5G word in twee tipes verdeel: een is onder 6GHz, wat nie te verskillend is van ons huidige 2G, 3G, 4G nie, en die ander, wat hoog is, bo 24GHz.
Tans is 28GHz die toonaangewende internasionale toetsband (die frekwensieband kan ook die eerste kommersiële frekwensieband vir 5G word)
As dit bereken word deur 28GHz, volgens die formule wat ons hierbo genoem het:
Wel, dit is die eerste tegniese kenmerk van 5G
Millimeter-golf
Laat my toe om weer die frekwensietabel te wys:
| Band Naam | Afkorting | ITU-bandnommer | Frekwensie en golflengte | Voorbeeld Gebruike |
| Uiters lae frekwensie | ELF | 1 | 3-30Hz100 000-10 000 km | Kommunikasie met duikbote |
| Super lae frekwensie | SLF | 2 | 30-300Hz10 000-1 000 km | Kommunikasie met duikbote |
| Ultra lae frekwensie | ULF | 3 | 300-3 000 Hz1 000-100 km | Duikboot Kommunikasie, Kommunikasie binne myne |
| Baie lae frekwensie | VLF | 4 | 3-30KHz100-10km | Navigasie, tydseine, duikboot kommunikasie, draadlose hartklopmonitors, geofisika |
| Lae frekwensie | LF | 5 | 30-300KHz10-1 km | Navigasie, tydseine, AM Longwave-uitsending (Europa en dele van Asië), RFID, amateurradio |
| Medium frekwensie | MF | 6 | 300-3 000 KHz1 000-100 m | AM (mediumgolf) uitsendings, amateurradio, stortvloed bakens |
| Hoë frekwensie | HF | 7 | 3-30MHz100-10M | Kortgolf-uitsendings, burgerbandradio, amateurradio en lugvaartkommunikasie oor die horison, RFID, oor-die-horison-radar, outomatiese skakelvestiging (ALE) / naby-vertikale insidensie luggolf (NVIS) radiokommunikasie, mariene en mobiele radiotelefonie |
| Baie hoë frekwensie | VHF | 8 | 30-300MHz10-1m | FM, televisie-uitsendings, siglyngrond-tot-vliegtuig en vliegtuig-tot-vliegtuig kommunikasie, land mobiele en maritieme mobiele kommunikasie, amateurradio, weerradio |
| Ultra hoë frekwensie | UHF | 9 | 300-3 000 MHz1-0,1 m | Televisie-uitsendings, mikrogolfoond, mikrogolftoestelle/kommunikasie, radio-astronomie, selfone, draadlose LAN, Bluetooth, ZigBee, GPS en tweerigtingradio's soos landmobiele, FRS- en GMRS-radio's, amateurradio, satellietradio, afstandbeheerstelsels, ADSB |
| Super hoë frekwensie | SHF | 10 | 3-30GHz100-10 mm | Radio-astronomie, mikrogolftoestelle/kommunikasie, draadlose LAN, DSRC, mees moderne radars, kommunikasiesatelliete, kabel- en satelliettelevisie-uitsendings, DBS, amateurradio, satellietradio |
| Uiters hoë frekwensie | EHF | 11 | 30-300GHz10-1 mm | Radio-astronomie, hoëfrekwensie mikrogolfradio-aflos, mikrogolfafstandwaarneming, amateurradio, gerigte-energiewapen, millimetergolfskandeerder, Wireless Lan 802.11ad |
| Terahertz of Geweldige hoë frekwensie | THz van THF | 12 | 300-3 000 GHz1-0,1 mm | Eksperimentele mediese beelding om X-strale te vervang, ultravinnige molekulêre dinamika, gekondenseerde materie fisika, terahertz tyddomein spektroskopie, terahertz rekenaar/kommunikasie, afstandswaarneming |
Gee asseblief aandag aan die onderste lyn.Is dit amillimeter-golf!
Wel, aangesien hoë frekwensies so goed is, hoekom het ons nie voorheen hoë frekwensie gebruik nie?
Die rede is eenvoudig:
– dit is nie dat jy dit nie wil gebruik nie.Dit is dat jy dit nie kan bekostig nie.
Die merkwaardige eienskappe van elektromagnetiese golwe: hoe hoër die frekwensie, hoe korter die golflengte, hoe nader aan die lineêre voortplanting (hoe swakker is die diffraksievermoë).Hoe hoër die frekwensie, hoe groter is die verswakking in die medium.
Kyk na jou laserpen (golflengte is ongeveer 635nm).Die lig wat uitgestraal word, is reguit.As jy dit blokkeer, kan jy dit nie deurmaak nie.
Kyk dan na satellietkommunikasie en GPS-navigasie (golflengte is ongeveer 1 cm).As daar 'n obstruksie is, sal daar geen sein wees nie.
Die groot pot van die satelliet moet gekalibreer word om die satelliet in die regte rigting te wys, of selfs 'n effense wanbelyning sal die seinkwaliteit beïnvloed.
As mobiele kommunikasie die hoëfrekwensieband gebruik, is die belangrikste probleem die aansienlik verkorte transmissieafstand, en die dekkingsvermoë word aansienlik verminder.
Om dieselfde area te dek, sal die aantal 5G-basisstasies wat benodig word, 4G aansienlik oorskry.
Wat beteken die aantal basisstasies?Die geld, belegging en die koste.
Hoe laer die frekwensie, hoe goedkoper sal die netwerk wees, en hoe meer mededingend sal dit wees.Dit is hoekom alle draers gesukkel het vir lae-frekwensiebande.
Sommige bande word selfs genoem - die goue frekwensiebande.
Daarom, op grond van bogenoemde redes, onder die uitgangspunt van hoë frekwensie, om die kostedruk van netwerkkonstruksie te verminder, moet 5G 'n nuwe uitweg vind.
En wat is die uitweg?
Eerstens is daar die mikro-basisstasie.
Mikro basisstasie
Daar is twee soorte basisstasies, mikrobasisstasies en makrobasisstasies.Kyk na die naam, en die mikro-basisstasie is piepklein;die makro basisstasie is enorm.
Makro basisstasie:
Om 'n groot area te dek.
Mikro basisstasie:
Baie klein.
Baie mikro-basisstasies kan nou dikwels gesien word, veral in stedelike gebiede en binnenshuis.
In die toekoms, wanneer dit by 5G kom, sal daar baie meer wees, en hulle sal oral, byna oral, geïnstalleer word.
Jy mag dalk vra, sal daar enige impak op die menslike liggaam wees as daar soveel basisstasies is?
My antwoord is -nee.
Hoe meer basisstasies daar is, hoe minder straling is daar.
Dink daaraan, in die winter, in 'n huis met 'n groep mense, is dit beter om een hoëkragverwarmer of verskeie laekragverwarmers te hê?
Die klein basisstasie, lae krag en geskik vir almal.
As slegs 'n groot basisstasie, die bestraling is aansienlik en te ver weg, daar is geen sein.
Waar is die antenna?
Het jy opgelet dat selfone in die verlede 'n lang antenna gehad het, en vroeë selfone het klein antennas gehad?Hoekom het ons nie nou antennas nie?
Wel, dit is nie dat ons nie antennas nodig het nie;dit is dat ons antennas kleiner word.
Volgens die eienskappe van die antenna moet die lengte van die antenna eweredig aan die golflengte wees, ongeveer tussen 1/10 ~ 1/4
Soos die tyd verander, word die kommunikasiefrekwensie van ons selfone hoër, en die golflengte word al hoe korter, en die antenna sal ook vinniger word.
Millimeter-golf kommunikasie, die antenna word ook millimeter-vlak
Dit beteken dat die antenna heeltemal in die selfoon en selfs verskeie antennas ingesit kan word.
Dit is die derde sleutel van 5G
Massiewe MIMO (Multi-antenna tegnologie)
MIMO, wat meervoudige insette, veelvuldige uitset beteken.
In die LTE-era het ons reeds MIMO, maar die aantal antennas is nie te veel nie, en daar kan net gesê word dat dit die vorige weergawe van MIMO is.
In die 5G-era word MIMO-tegnologie 'n verbeterde weergawe van Massive MIMO.
’n Selfoon kan met veelvuldige antennas gevul word, om nie eers te praat van selfoontorings nie.
In die vorige basisstasie was daar net 'n paar antennas.
In die 5G-era word die aantal antennas nie deur stukke gemeet nie, maar deur die "Array" antenna-skikking.
Die antennas moet egter nie te naby aan mekaar wees nie.
As gevolg van die eienskappe van antennas, vereis 'n multi-antenna-skikking dat die afstand tussen antennas bo die halwe golflengte gehou moet word.As hulle te naby kom, sal hulle met mekaar inmeng en die uitsending en ontvangs van seine beïnvloed.
Wanneer die basisstasie 'n sein uitstuur, is dit soos 'n gloeilamp.
Die sein word na die omgewing uitgestuur.Want lig is natuurlik om die hele vertrek te verlig.Al is dit net om 'n spesifieke area of voorwerp te illustreer, word die meeste van die lig vermors.
Die basisstasie is dieselfde;baie energie en hulpbronne word vermors.
So, as ons 'n onsigbare hand kan vind om die verstrooide lig vas te bind?
Dit bespaar nie net energie nie, maar verseker ook dat die area wat verlig moet word, genoeg lig het.
Die antwoord is ja.
Dit isStraalvorming
Straalvorming of ruimtelike filtering is 'n seinverwerkingstegniek wat in sensorskikkings gebruik word vir rigtingseinoordrag of -ontvangs.Dit word bereik deur elemente in 'n antenna-skikking te kombineer sodat seine by bepaalde hoeke konstruktiewe interferensie ervaar terwyl ander vernietigende interferensie ervaar.Straalvorming kan by beide die uitsaai- en ontvangkant gebruik word om ruimtelike selektiwiteit te bereik.
Hierdie ruimtelike multipleksing-tegnologie het verander van alomrigtingseindekking na presiese rigtingdienste, sal nie tussen strale in dieselfde ruimte inmeng om meer kommunikasieskakels te verskaf nie, en die basisstasie-dienskapasiteit aansienlik verbeter.
In die huidige mobiele netwerk, selfs al bel twee mense mekaar van aangesig tot aangesig, word die seine deur basisstasies herlei, insluitend beheerseine en datapakkies.
Maar in die 5G-era is hierdie situasie nie noodwendig die geval nie.
Die vyfde belangrike kenmerk van 5G -D2Dis toestel tot toestel.
In die 5G-era, as twee gebruikers onder dieselfde basisstasie met mekaar kommunikeer, sal hul data nie meer deur die basisstasie aangestuur word nie, maar direk na die selfoon.
Op hierdie manier bespaar dit baie lugbronne en verminder die druk op die basisstasie.
Maar, as jy dink jy hoef nie op hierdie manier te betaal nie, dan is jy verkeerd.
Die beheerboodskap moet ook vanaf die basisstasie gaan;jy gebruik die spektrumhulpbronne.Hoe kon die Operateurs jou laat gaan?
Kommunikasietegnologie is nie geheimsinnig nie;as die kroonjuweel van kommunikasietegnologie is 5 G nie 'n onbereikbare innovasie-revolusietegnologie nie;dit is meer die evolusie van bestaande kommunikasietegnologie.
Soos een kenner gesê het—
Die grense van kommunikasietegnologie is nie beperk tot tegniese beperkings nie, maar afleidings gebaseer op streng wiskunde, wat onmoontlik is om binnekort te breek.
En hoe om die potensiaal van kommunikasie binne die bestek van wetenskaplike beginsels verder te verken, is die onvermoeide strewe van baie mense in die kommunikasiebedryf.
Postyd: Jun-02-2021