Каква е разликата между 5G и 4G?

Каква е разликата между 5G и 4G?

Днешната история започва с една формула.

Това е проста, но вълшебна формула.Той е прост, защото има само три букви.И това е невероятно, защото това е формула, която съдържа мистерията на комуникационните технологии.

Формулата е:

Позволете ми да обясня формулата, която е основната формула на физиката, скоростта на светлината = дължина на вълната * честота.

За формулата можете да кажете: независимо дали е 1G, 2G, 3G или 4G, 5G, всичко самостоятелно.

С кабел?Безжична?

Има само два вида комуникационни технологии – кабелна комуникация и безжична комуникация.

Ако ви се обадя, информационните данни са или във въздуха (невидими и неосезаеми), или във физическия материал (видими и осезаеми).

Ако се предава на физически материали, това е кабелна комуникация.Използва се меден проводник, оптично влакно и т.н., всички посочени като жични медии.

Когато данните се предават по кабелна медия, скоростта може да достигне много високи стойности.

Например в лабораторията максималната скорост на едно влакно е достигнала 26Tbps;това е двадесет и шест хиляди пъти в сравнение с традиционния кабел.

Оптично влакно

Въздушната комуникация е тясното място на мобилната комуникация.

Текущият основен мобилен стандарт е 4G LTE, теоретична скорост от само 150Mbps (с изключение на агрегирането на оператори).Това е абсолютно нищо в сравнение с кабела.

Следователно,ако 5G трябва да постигне високоскоростна връзка от край до край, критичната точка е да се преодолее безжичното пречка.

Както всички знаем, безжичната комуникация е използването на електромагнитни вълни за комуникация.Електронните вълни и светлинните вълни са електромагнитни вълни.

Честотата му определя функцията на електромагнитната вълна.Електромагнитните вълни с различни честоти имат различни характеристики и следователно имат други приложения.

Например, високочестотните гама лъчи имат значителна смъртоносност и могат да се използват за лечение на тумори.

В момента използваме предимно електрически вълни за комуникация.разбира се, има възход на оптичните комуникации, като LIFI.

LiFi (вярност на светлината), комуникация с видима светлина.

Да се ​​върнем първо към радиовълните.

Електрониката принадлежи към вид електромагнитни вълни.Неговите честотни ресурси са ограничени.

Разделихме честотата на различни части и ги присвоихме на различни обекти и употреби, за да избегнем смущения и конфликти.

Използването на радиовълни с различни честоти

Основно използвамеMF-SHFза комуникация по мобилен телефон.

Например „GSM900“ и „CDMA800“ често се отнасят за GSM, работещ на 900MHz, и CDMA, работещ на 800MHz.

Понастоящем основният 4G LTE технологичен стандарт в света принадлежи на UHF и SHF.

Китай използва основно SHF

Както можете да видите, с развитието на 1G, 2G, 3G, 4G, използваната радиочестота става все по-висока и по-висока.

Защо?

Това е главно защото колкото по-висока е честотата, толкова повече честотни ресурси са налични.Колкото повече честотни ресурси са налични, толкова по-висока скорост на предаване може да се постигне.

По-високата честота означава повече ресурси, което означава по-висока скорост.

И така, за какво 5G използва специфичните честоти?

Както е показано по-долу:

Честотният обхват на 5G е разделен на два типа: единият е под 6GHz, който не се различава много от сегашните ни 2G, 3G, 4G, и другият, който е висок, над 24GHz.

Понастоящем 28 GHz е водещата международна тестова лента (честотната лента може да стане и първата комерсиална честотна лента за 5G)

Ако се изчисли на 28 GHz, съгласно формулата, която споменахме по-горе:

Е, това е първата техническа характеристика на 5G

Милиметрова вълна

Позволете ми отново да покажа честотната таблица:

Моля, обърнете внимание на долния ред.Това амилиметрова вълна!

Е, след като високите честоти са толкова добри, защо не използвахме висока честота преди?

Причината е проста:

– не че не искате да го използвате.Това е, че не можете да си го позволите.

Забележителните характеристики на електромагнитните вълни: колкото по-висока е честотата, толкова по-къса е дължината на вълната, толкова по-близо до линейното разпространение (толкова по-лоша е дифракционната способност).Колкото по-висока е честотата, толкова по-голямо е затихването в средата.

Погледнете вашата лазерна писалка (дължина на вълната е около 635 n).Излъчваната светлина е права.Ако го блокирате, не можете да преминете.

След това погледнете сателитните комуникации и GPS навигацията (дължина на вълната е около 1 см).Ако има препятствие, няма да има сигнал.

Големият съд на сателита трябва да бъде калибриран, за да насочи сателита в правилната посока, или дори леко разместване ще повлияе на качеството на сигнала.

Ако мобилната комуникация използва високочестотната лента, най-същественият проблем е значително скъсеното разстояние на предаване и възможността за покритие е значително намалена.

За да се покрие същата област, броят на необходимите 5G базови станции значително ще надхвърли 4G.

Какво означава броят на базовите станции?Парите, инвестициите и разходите.

Колкото по-ниска е честотата, толкова по-евтина ще бъде мрежата и по-конкурентна.Ето защо всички превозвачи са се борили за нискочестотни ленти.

Някои ленти дори се наричат ​​– златните честотни ленти.

Следователно, въз основа на горните причини, при предпоставката за висока честота, за да се намали натискът върху разходите за изграждане на мрежата, 5G трябва да намери нов изход.

И какви са изходите?

Първо, има микробазова станция.

Микро базова станция

Има два вида базови станции, микро базови станции и макро базови станции.Вижте името и микро базовата станция е малка;макро базовата станция е огромна.

Макро базова станция:

За покриване на голяма площ.

Микро базова станция:

Много малък.

Сега често могат да се видят много микробазови станции, особено в градските райони и на закрито.

В бъдеще, когато става въпрос за 5G, ще има много повече и те ще бъдат инсталирани навсякъде, почти навсякъде.

Може да попитате, ще има ли някакво въздействие върху човешкото тяло, ако има толкова много базови станции наоколо?

Моят отговор е – не.

Колкото повече базови станции има, толкова по-малко е радиацията.

Замислете се, през зимата, в къща с група хора, по-добре ли е да имате един нагревател с висока мощност или няколко нагревателя с ниска мощност?

Малката базова станция, ниска мощност и подходяща за всеки.

Ако има само голяма базова станция, радиацията е значителна и твърде далече, няма сигнал.

Къде е антената?

Забелязали ли сте, че мобилните телефони са имали дълга антена в миналото, а ранните мобилни телефони са имали малки антени?Защо сега нямаме антени?

Е, не че не се нуждаем от антени;това е, че антените ни стават все по-малки.

Според характеристиките на антената дължината на антената трябва да бъде пропорционална на дължината на вълната, приблизително между 1/10 ~ 1/4

С промяната на времето комуникационната честота на нашите мобилни телефони става все по-висока, а дължината на вълната става все по-къса и по-къса и антената също ще стане по-бърза.

Комуникация с милиметрови вълни, антената също става на ниво милиметър

Това означава, че антената може да бъде поставена изцяло в мобилния телефон и дори няколко антени.

Това е третият ключ на 5G

Масивна MIMO (технология с множество антени)

MIMO, което означава множество входове, множество изходи.

В ерата на LTE вече имаме MIMO, но броят на антените не е твърде голям и може да се каже само, че това е предишната версия на MIMO.

В ерата на 5G технологията MIMO се превръща в подобрена версия на Massive MIMO.

Един мобилен телефон може да бъде натъпкан с множество антени, да не говорим за клетъчни кули.

В предишната базова станция имаше само няколко антени.

В ерата на 5G броят на антените не се измерва на парчета, а чрез антенната решетка „Array“.

Антените обаче не трябва да са твърде близо една до друга.

Поради характеристиките на антените, решетка с множество антени изисква разстоянието между антените да се поддържа над половината от дължината на вълната.Ако се приближат твърде много, те ще си пречат и ще повлияят на предаването и приемането на сигнали.

Когато базовата станция предава сигнал, тя е като електрическа крушка.

Сигналът се излъчва към околностите.За светлината, разбира се, е да осветява цялата стая.Дори само за илюстриране на определена област или обект, по-голямата част от светлината се губи.

Базовата станция е същата;губят се много енергия и ресурси.

И така, можем ли да намерим невидима ръка, която да върже разсеяната светлина?

Това не само спестява енергия, но също така гарантира, че зоната, която ще бъде осветена, има достатъчно светлина.

Отговорът е да.

Това еФормиране на лъч

Формирането на лъч или пространственото филтриране е техника за обработка на сигнали, използвана в масиви от сензори за насочено предаване или приемане на сигнали.Това се постига чрез комбиниране на елементи в антенна решетка, така че сигналите под определени ъгли да изпитват конструктивни смущения, докато други изпитват разрушителни смущения.Формирането на лъч може да се използва както в предавателния, така и в приемащия край, за да се постигне пространствена селективност.

Тази технология за пространствено мултиплексиране се промени от всепосочно покритие на сигнала до прецизни насочени услуги, няма да пречи между лъчите в едно и също пространство, за да осигури повече комуникационни връзки, значително да подобри капацитета на услугата на базовата станция.

В настоящата мобилна мрежа, дори ако двама души се обаждат един на друг лице в лице, сигналите се предават през базови станции, включително контролни сигнали и пакети данни.

Но в ерата на 5G тази ситуация не е непременно такава.

Петата важна характеристика на 5G —D2Dе устройство към устройство.

В ерата на 5G, ако двама потребители под една и съща базова станция комуникират помежду си, техните данни вече няма да се препращат през базовата станция, а директно към мобилния телефон.

По този начин спестява много въздушен ресурс и намалява натиска върху базовата станция.

Но ако мислите, че не трябва да плащате по този начин, грешите.

Контролното съобщение също трябва да излезе от базовата станция;използвате ресурсите на спектъра.Как можаха операторите да те пуснат?

Комуникационната технология не е мистериозна;като перлата в короната на комуникационните технологии, 5G не е недостижима иновационна революционна технология;това е по-скоро еволюцията на съществуващата комуникационна технология.

Както каза един експерт -

Ограниченията на комуникационните технологии не се ограничават до технически ограничения, а до изводи, базирани на строга математика, която е невъзможно да се преодолее скоро.

И как да проучим по-нататък потенциала на комуникацията в рамките на научните принципи е неуморното преследване на много хора в комуникационната индустрия.