Ποια είναι η διαφορά μεταξύ 5G και 4G;

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ 5G και 4G;

Η σημερινή ιστορία ξεκινά με μια φόρμουλα.

Είναι μια απλή αλλά μαγική φόρμουλα.Είναι απλό γιατί έχει μόνο τρία γράμματα.Και είναι εκπληκτικό γιατί είναι μια φόρμουλα που περιέχει το μυστήριο της τεχνολογίας επικοινωνίας.

Ο τύπος είναι:

Επιτρέψτε μου να εξηγήσω τον τύπο, που είναι ο βασικός τύπος της φυσικής, ταχύτητα φωτός = μήκος κύματος * συχνότητα.

Σχετικά με τη φόρμουλα, μπορείτε να πείτε: είτε είναι 1G, 2G, 3G ή 4G, 5G, όλα από μόνο του.

Ενσύρματο;Ασύρματος?

Υπάρχουν μόνο δύο είδη τεχνολογιών επικοινωνίας – ενσύρματη επικοινωνία και ασύρματη επικοινωνία.

Αν σας καλέσω, τα δεδομένα πληροφοριών είναι είτε στον αέρα (αόρατα και άυλα) είτε στο φυσικό υλικό (ορατό και απτό).

Εάν μεταδίδεται στα φυσικά υλικά, είναι ενσύρματη επικοινωνία.Χρησιμοποιείται χάλκινο σύρμα, οπτική ίνα, κ.λπ., όλα αναφέρονται ως ενσύρματα μέσα.

Όταν τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω ενσύρματου μέσου, ο ρυθμός μπορεί να φτάσει πολύ υψηλές τιμές.

Για παράδειγμα, στο εργαστήριο, η μέγιστη ταχύτητα μιας ίνας έχει φτάσει τα 26 Tbps.είναι είκοσι έξι χιλιάδες φορές το παραδοσιακό καλώδιο.

Οπτική ίνα

Η αεροπορική επικοινωνία είναι το σημείο συμφόρησης της κινητής επικοινωνίας.

Το τρέχον βασικό πρότυπο κινητής τηλεφωνίας είναι το 4G LTE, μια θεωρητική ταχύτητα μόνο 150 Mbps (εξαιρουμένης της συνάθροισης παρόχων).Αυτό δεν είναι τίποτα σε σύγκριση με το καλώδιο.

Επομένως,Εάν το 5G πρόκειται να επιτύχει ένα υψηλής ταχύτητας από άκρο σε άκρο, το κρίσιμο σημείο είναι να σπάσει το σημείο συμφόρησης του ασύρματου δικτύου.

Όπως όλοι γνωρίζουμε, ασύρματη επικοινωνία είναι η χρήση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων για επικοινωνία.Τα ηλεκτρονικά κύματα και τα κύματα φωτός είναι και τα δύο ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

Η συχνότητά του καθορίζει τη λειτουργία ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος.Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα διαφορετικών συχνοτήτων έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά και επομένως έχουν άλλες χρήσεις.

Για παράδειγμα, οι ακτίνες γάμμα υψηλής συχνότητας έχουν σημαντική θνησιμότητα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία όγκων.

Αυτή τη στιγμή χρησιμοποιούμε κυρίως ηλεκτρικά κύματα για επικοινωνία.Φυσικά, υπάρχει η άνοδος των οπτικών επικοινωνιών, όπως το LIFI.

LiFi (πιστότητα φωτός), επικοινωνία ορατού φωτός.

Ας επιστρέψουμε πρώτα στα ραδιοκύματα.

Τα ηλεκτρονικά ανήκουν σε ένα είδος ηλεκτρομαγνητικού κύματος.Οι πόροι συχνότητάς του είναι περιορισμένοι.

Χωρίσαμε τη συχνότητα σε διαφορετικά μέρη και τα αναθέσαμε σε διάφορα αντικείμενα και χρήσεις για να αποφύγουμε παρεμβολές και συγκρούσεις.

Η χρήση ραδιοκυμάτων διαφορετικών συχνοτήτων

Χρησιμοποιούμε κυρίωςMF-SHFγια επικοινωνία με κινητό τηλέφωνο.

Για παράδειγμα, τα "GSM900" και "CDMA800" αναφέρονται συχνά σε GSM που λειτουργεί στα 900 MHz και CDMA που λειτουργεί στα 800 MHz.

Προς το παρόν, το παγκόσμιο πρότυπο τεχνολογίας 4G LTE ανήκει στα UHF και SHF.

Η Κίνα χρησιμοποιεί κυρίως SHF

Όπως μπορείτε να δείτε, με την ανάπτυξη των 1G, 2G, 3G, 4G, η χρησιμοποιούμενη ραδιοσυχνότητα γίνεται όλο και μεγαλύτερη.

Γιατί;

Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο περισσότεροι διαθέσιμοι πόροι συχνότητας.Όσο περισσότεροι πόροι συχνότητας είναι διαθέσιμοι, τόσο υψηλότερος είναι ο ρυθμός μετάδοσης.

Υψηλότερη συχνότητα σημαίνει περισσότερους πόρους, που σημαίνει μεγαλύτερη ταχύτητα.

Λοιπόν, τι χρησιμοποιεί το 5 G τις συγκεκριμένες συχνότητες;

Οπως φαίνεται παρακάτω:

Το εύρος συχνοτήτων του 5G χωρίζεται σε δύο τύπους: ο ένας είναι κάτω από τα 6 GHz, που δεν διαφέρει πολύ από τα σημερινά μας 2G, 3G, 4G και ο άλλος, που είναι υψηλός, πάνω από 24 GHz.

Επί του παρόντος, τα 28 GHz είναι η κορυφαία διεθνής ζώνη δοκιμών (η ζώνη συχνοτήτων μπορεί επίσης να γίνει η πρώτη εμπορική ζώνη συχνοτήτων για 5G)

Εάν υπολογίζεται κατά 28 GHz, σύμφωνα με τον τύπο που αναφέραμε παραπάνω:

Λοιπόν, αυτό είναι το πρώτο τεχνικό χαρακτηριστικό του 5G

Κύμα χιλιοστού

Επιτρέψτε μου να εμφανίσω ξανά τον πίνακα συχνοτήτων:

Παρακαλώ δώστε προσοχή στην ουσία.Είναι αυτό αχιλιοστό-κύμα!

Λοιπόν, αφού οι υψηλές συχνότητες είναι τόσο καλές, γιατί δεν χρησιμοποιούσαμε υψηλές συχνότητες πριν;

Ο λόγος είναι απλός:

–δεν είναι ότι δεν θέλετε να το χρησιμοποιήσετε.Είναι ότι δεν μπορείτε να το αντέξετε οικονομικά.

Τα αξιοσημείωτα χαρακτηριστικά των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων: όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος, τόσο πιο κοντά στη γραμμική διάδοση (τόσο χειρότερη είναι η ικανότητα περίθλασης).Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η εξασθένηση στο μέσο.

Κοιτάξτε το στυλό λέιζερ σας (το μήκος κύματος είναι περίπου 635 nm).Το φως που εκπέμπεται είναι ευθύ.Αν το μπλοκάρεις, δεν μπορείς να το περάσεις.

Στη συνέχεια, κοιτάξτε τις δορυφορικές επικοινωνίες και την πλοήγηση GPS (το μήκος κύματος είναι περίπου 1 cm).Εάν υπάρχει εμπόδιο, δεν θα υπάρχει σήμα.

Το μεγάλο δοχείο του δορυφόρου πρέπει να βαθμονομηθεί ώστε να κατευθύνει τον δορυφόρο προς τη σωστή κατεύθυνση, διαφορετικά ακόμη και μια ελαφρά εσφαλμένη ευθυγράμμιση θα επηρεάσει την ποιότητα του σήματος.

Εάν η κινητή επικοινωνία χρησιμοποιεί τη ζώνη υψηλής συχνότητας, το πιο σημαντικό πρόβλημα είναι η σημαντικά μειωμένη απόσταση μετάδοσης και η ικανότητα κάλυψης μειώνεται σημαντικά.

Για την κάλυψη της ίδιας περιοχής, ο αριθμός των σταθμών βάσης 5G που απαιτούνται θα ξεπεράσει σημαντικά το 4G.

Τι σημαίνει ο αριθμός των σταθμών βάσης;Τα χρήματα, η επένδυση και το κόστος.

Όσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο φθηνότερο θα είναι το δίκτυο και τόσο πιο ανταγωνιστικό.Γι' αυτό όλοι οι πάροχοι έχουν αγωνιστεί για ζώνες χαμηλών συχνοτήτων.

Ορισμένες ζώνες ονομάζονται ακόμη και χρυσές ζώνες συχνοτήτων.

Επομένως, με βάση τους παραπάνω λόγους, υπό την προϋπόθεση της υψηλής συχνότητας, για να μειωθεί η πίεση κόστους κατασκευής του δικτύου, το 5G πρέπει να βρει μια νέα διέξοδο.

Και ποια είναι η διέξοδος;

Πρώτον, υπάρχει ο μικροσταθμός βάσης.

Μικροσταθμός βάσης

Υπάρχουν δύο είδη σταθμών βάσης, μικροσταθμοί βάσης και μακροσταθμοί βάσης.Κοιτάξτε το όνομα και ο μικροσταθμός βάσης είναι μικροσκοπικός.ο σταθμός βάσης macro είναι τεράστιος.

Σταθμός βάσης Macro:

Να καλύψει μεγάλη έκταση.

Μικροσταθμός βάσης:

Πολύ μικρό.

Πολλοί μικροσταθμοί βάσης τώρα, ειδικά σε αστικές περιοχές και σε εσωτερικούς χώρους, είναι συχνά ορατοί.

Στο μέλλον, όταν πρόκειται για 5G, θα υπάρξουν πολλά περισσότερα και θα εγκατασταθούν παντού, σχεδόν παντού.

Μπορείτε να ρωτήσετε, θα υπάρξει κάποια επίδραση στο ανθρώπινο σώμα εάν υπάρχουν τόσοι πολλοί σταθμοί βάσης;

Η απάντησή μου είναι –όχι.

Όσο περισσότεροι σταθμοί βάσης υπάρχουν, τόσο λιγότερη ακτινοβολία υπάρχει.

Σκεφτείτε το, το χειμώνα, σε ένα σπίτι με μια ομάδα ανθρώπων, είναι καλύτερο να έχετε μία θερμάστρα υψηλής ισχύος ή πολλές θερμάστρες χαμηλής ισχύος;

Ο μικρός σταθμός βάσης, χαμηλής ισχύος και κατάλληλος για όλους.

Εάν μόνο ένας μεγάλος σταθμός βάσης, η ακτινοβολία είναι σημαντική και πολύ μακριά, δεν υπάρχει σήμα.

Πού είναι η κεραία;

Έχετε παρατηρήσει ότι τα κινητά τηλέφωνα είχαν μεγάλη κεραία στο παρελθόν και τα πρώιμα κινητά τηλέφωνα είχαν μικρές κεραίες;Γιατί δεν έχουμε κεραίες τώρα;

Λοιπόν, δεν είναι ότι δεν χρειαζόμαστε κεραίες.είναι ότι οι κεραίες μας γίνονται μικρότερες.

Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά της κεραίας, το μήκος της κεραίας πρέπει να είναι ανάλογο με το μήκος κύματος, περίπου μεταξύ 1/10 ~ 1/4

Καθώς ο χρόνος αλλάζει, η συχνότητα επικοινωνίας των κινητών μας τηλεφώνων αυξάνεται και το μήκος κύματος γίνεται όλο και μικρότερο και η κεραία θα γίνεται επίσης πιο γρήγορη.

Επικοινωνία κυμάτων χιλιοστού, η κεραία γίνεται επίσης σε επίπεδο χιλιοστών

Αυτό σημαίνει ότι η κεραία μπορεί να εισαχθεί εξ ολοκλήρου στο κινητό τηλέφωνο και ακόμη και σε πολλές κεραίες.

Αυτό είναι το τρίτο κλειδί του 5G

Τεράστιο MIMO (Τεχνολογία πολλαπλών κεραιών)

MIMO, που σημαίνει πολλαπλή είσοδος, πολλαπλή έξοδος.

Στην εποχή του LTE, έχουμε ήδη MIMO, αλλά ο αριθμός των κεραιών δεν είναι πάρα πολύς, και μπορούμε μόνο να πούμε ότι είναι η προηγούμενη έκδοση του MIMO.

Στην εποχή του 5G, η τεχνολογία MIMO γίνεται μια βελτιωμένη έκδοση του Massive MIMO.

Ένα κινητό τηλέφωνο μπορεί να γεμίσει με πολλές κεραίες, για να μην αναφέρουμε τους πύργους κινητής τηλεφωνίας.

Στον προηγούμενο σταθμό βάσης, υπήρχαν μόνο λίγες κεραίες.

Στην εποχή του 5G, ο αριθμός των κεραιών δεν μετριέται με κομμάτια αλλά από τη συστοιχία κεραιών "Array".

Ωστόσο, οι κεραίες δεν πρέπει να είναι πολύ κοντά μεταξύ τους.

Λόγω των χαρακτηριστικών των κεραιών, μια συστοιχία πολλαπλών κεραιών απαιτεί η απόσταση μεταξύ των κεραιών να διατηρείται πάνω από το μισό μήκος κύματος.Εάν πλησιάσουν πολύ, θα παρεμβαίνουν μεταξύ τους και θα επηρεάσουν τη μετάδοση και τη λήψη σημάτων.

Όταν ο σταθμός βάσης εκπέμπει ένα σήμα, είναι σαν μια λάμπα.

Το σήμα εκπέμπεται στο περιβάλλον.Για το φως, φυσικά, είναι να φωτίζει όλο το δωμάτιο.Για να απεικονιστεί μόνο μια συγκεκριμένη περιοχή ή αντικείμενο, το μεγαλύτερο μέρος του φωτός χάνεται.

Ο σταθμός βάσης είναι ο ίδιος.πολλή ενέργεια και πόροι σπαταλούνται.

Λοιπόν, αν μπορούμε να βρούμε ένα αόρατο χέρι για να δέσουμε το διάσπαρτο φως;

Αυτό όχι μόνο εξοικονομεί ενέργεια αλλά διασφαλίζει επίσης ότι η περιοχή που πρόκειται να φωτιστεί έχει αρκετό φως.

Η απάντηση είναι ναι.

Αυτό είναιBeamforming

Η διαμόρφωση δέσμης ή το χωρικό φιλτράρισμα είναι μια τεχνική επεξεργασίας σήματος που χρησιμοποιείται σε συστοιχίες αισθητήρων για κατευθυντική μετάδοση ή λήψη σήματος.Αυτό επιτυγχάνεται με το συνδυασμό στοιχείων σε μια συστοιχία κεραιών, έτσι ώστε τα σήματα σε συγκεκριμένες γωνίες να έχουν εποικοδομητική παρεμβολή, ενώ άλλα να αντιμετωπίζουν καταστροφικές παρεμβολές.Η διαμόρφωση δέσμης μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο στο άκρο εκπομπής όσο και στο άκρο λήψης για να επιτευχθεί χωρική επιλεκτικότητα.

Αυτή η τεχνολογία χωρικής πολυπλεξίας έχει αλλάξει από πανκατευθυντική κάλυψη σήματος σε ακριβείς κατευθυντικές υπηρεσίες, δεν θα παρεμβαίνει μεταξύ των δεσμών στον ίδιο χώρο για να παρέχει περισσότερες συνδέσεις επικοινωνίας, βελτιώνει σημαντικά τη χωρητικότητα εξυπηρέτησης του σταθμού βάσης.

Στο τρέχον δίκτυο κινητής τηλεφωνίας, ακόμα κι αν δύο άτομα καλούν ο ένας τον άλλο πρόσωπο με πρόσωπο, τα σήματα αναμεταδίδονται μέσω σταθμών βάσης, συμπεριλαμβανομένων των σημάτων ελέγχου και των πακέτων δεδομένων.

Αλλά στην εποχή του 5G, αυτή η κατάσταση δεν ισχύει απαραίτητα.

Το πέμπτο σημαντικό χαρακτηριστικό του 5G —D2Dείναι συσκευή σε συσκευή.

Στην εποχή του 5G, εάν δύο χρήστες στον ίδιο σταθμό βάσης επικοινωνούν μεταξύ τους, τα δεδομένα τους δεν θα προωθούνται πλέον μέσω του σταθμού βάσης αλλά απευθείας στο κινητό τηλέφωνο.

Με αυτόν τον τρόπο, εξοικονομεί πολλούς εναέριους πόρους και μειώνει την πίεση στον σταθμό βάσης.

Αλλά, αν νομίζετε ότι δεν χρειάζεται να πληρώσετε με αυτόν τον τρόπο, τότε κάνετε λάθος.

Το μήνυμα ελέγχου πρέπει επίσης να βγει από το σταθμό βάσης.χρησιμοποιείτε τους πόρους του φάσματος.Πώς μπόρεσαν οι χειριστές να σας αφήσουν να φύγετε;

Η τεχνολογία επικοινωνίας δεν είναι μυστηριώδης.Ως κορωνίδα της τεχνολογίας επικοινωνίας, το 5 G δεν είναι μια απρόσιτη τεχνολογία επανάστασης καινοτομίας.είναι περισσότερο η εξέλιξη της υπάρχουσας τεχνολογίας επικοινωνίας.

Όπως είπε ένας ειδικός -

Τα όρια της τεχνολογίας επικοινωνίας δεν περιορίζονται σε τεχνικούς περιορισμούς αλλά σε συμπεράσματα βασισμένα σε αυστηρά μαθηματικά, τα οποία είναι αδύνατο να σπάσουν σύντομα.

Και πώς να εξερευνήσετε περαιτέρω τις δυνατότητες της επικοινωνίας στο πλαίσιο των επιστημονικών αρχών είναι η ακούραστη επιδίωξη πολλών ανθρώπων στον κλάδο της επικοινωνίας.