5G va 4G o'rtasidagi farq nima?
Bugungi hikoyamiz formuladan boshlanadi.
Bu oddiy, ammo sehrli formula.Bu oddiy, chunki u faqat uchta harfdan iborat.Va bu hayratlanarli, chunki u aloqa texnologiyasining sirini o'z ichiga olgan formuladir.
Formula quyidagicha:
Asosiy fizika formulasi bo'lgan formulani tushuntirishga ruxsat bering, yorug'lik tezligi = to'lqin uzunligi * chastota.
Formula haqida siz aytishingiz mumkin: u 1G, 2G, 3G yoki 4G, 5G bo'ladimi, barchasi o'z-o'zidan.
Simlimi?Simsizmi?
Aloqa texnologiyalarining faqat ikkita turi mavjud - simli aloqa va simsiz aloqa.
Agar sizga qo'ng'iroq qilsam, axborot ma'lumotlari havoda (ko'rinmas va nomoddiy) yoki jismoniy material (ko'rinadigan va moddiy).
Agar u jismoniy materiallarda uzatilsa, u simli aloqadir.U mis sim, optik tola va boshqalar ishlatiladi, ularning barchasi simli muhit deb ataladi.
Ma'lumotlar simli muhit orqali uzatilganda, tezlik juda yuqori qiymatlarga yetishi mumkin.
Masalan, laboratoriyada bitta tolaning maksimal tezligi 26Tbps ga yetdi;bu an'anaviy kabeldan yigirma olti ming marta.
Optik tola
Havo orqali aloqa - bu mobil aloqaning to'siqlari.
Hozirgi asosiy mobil standarti 4G LTE bo‘lib, nazariy tezligi atigi 150 Mbit/s (tashuvchining yig‘ilishidan tashqari).Bu kabel bilan solishtirganda mutlaqo hech narsa emas.
Shuning uchun,agar 5G yuqori tezlikda uchidan uchiga erishmoqchi bo'lsa, muhim nuqta simsiz muammoni bartaraf etishdir.
Hammamizga ma'lumki, simsiz aloqa aloqa uchun elektromagnit to'lqinlardan foydalanishdir.Elektromagnit to'lqinlar ham, yorug'lik to'lqinlari ham elektron to'lqinlardir.
Uning chastotasi elektromagnit to'lqinning funktsiyasini belgilaydi.Turli chastotali elektromagnit to'lqinlar har xil xususiyatlarga ega va shuning uchun boshqa maqsadlarda foydalanish mumkin.
Masalan, yuqori chastotali gamma nurlari sezilarli o'limga ega va o'smalarni davolash uchun ishlatilishi mumkin.
Biz hozirda aloqa uchun asosan elektr to'lqinlaridan foydalanamiz.Albatta, LIFI kabi optik aloqalarning yuksalishi bor.
LiFi (yorug'lik sodiqligi), ko'rinadigan yorug'lik aloqasi.
Keling, avval radio to'lqinlariga qaytaylik.
Elektronika elektromagnit to'lqinlarning bir turiga tegishli.Uning chastota resurslari cheklangan.
Biz chastotani turli qismlarga ajratdik va aralashish va nizolarni oldini olish uchun ularni turli ob'ektlar va foydalanishga tayinladik.
| Guruh nomi | Qisqartirish | ITU band raqami | Chastota va to'lqin uzunligi | Foydalanish misollari |
| Juda past chastota | ELF | 1 | 3-30 Gts100 000-10 000 km | Suv osti kemalari bilan aloqa |
| Super past chastota | SLF | 2 | 30-300Hz10 000-1 000 km | Suv osti kemalari bilan aloqa |
| Ultra past chastota | ULF | 3 | 300-3000 Gts1000-100 km | Suv osti kemalari aloqasi, konlar ichidagi aloqa |
| Juda past chastota | VLF | 4 | 3-30 KHz100-10 km | Navigatsiya, vaqt signallari, suv osti aloqasi, simsiz yurak urish tezligi monitorlari, geofizika |
| Past chastota | LF | 5 | 30-300 KHz10-1 km | Navigatsiya, vaqt signallari, AM Longwave eshittirish (Yevropa va Osiyo qismlari), RFID, havaskor radio |
| O'rta chastota | MF | 6 | 300-3000 KHz1000-100 m | AM (o'rta to'lqinli) eshittirishlar, havaskor radio, ko'chki mayoqlari |
| Yuqori chastota | HF | 7 | 3-30 MGts100-10M | Qisqa to'lqinli eshittirishlar, fuqarolar bandli radio, havaskor radio va ufqdan tashqari aviatsiya aloqalari, RFID, ufqdan tashqari radar, avtomatik aloqa o'rnatish (ALE) / vertikal insidansli osmon to'lqini (NVIS) radioaloqa, dengiz va mobil radiotelefoniya |
| Juda yuqori chastota | VHF | 8 | 30-300 MGts10-1 m | FM, televizion eshittirishlar, koʻrish chizigʻi yerdan havo kemasiga va havo kemasidan havo kemasiga aloqa, quruqlikdagi mobil va dengiz mobil aloqasi, havaskor radio, ob-havo radiosi |
| Ultra yuqori chastota | UHF | 9 | 300-3000 MGts1-0,1 m | Televizion eshittirishlar, mikroto'lqinli pechlar, mikroto'lqinli pechlar/aloqalar, radio astronomiya, mobil telefonlar, simsiz LAN, Bluetooth, ZigBee, GPS va ikki tomonlama radiolar, masalan, quruqlikdagi mobil, FRS va GMRS radiolari, havaskor radio, sun'iy yo'ldosh radiosi, masofadan boshqarish tizimlari, ADSB |
| Super yuqori chastota | SHF | 10 | 3-30 gigagerts100-10 mm | Radio astronomiya, mikroto'lqinli qurilmalar/aloqa, simsiz LAN, DSRC, eng zamonaviy radarlar, aloqa sun'iy yo'ldoshlari, kabel va sun'iy yo'ldosh televideniesi, DBS, havaskor radio, sun'iy yo'ldosh radiosi |
| Juda yuqori chastota | EHF | 11 | 30-300 GHz10-1 mm | Radio astronomiya, yuqori chastotali mikroto'lqinli radiorele, mikroto'lqinli masofadan zondlash, havaskor radio, yo'naltirilgan energiya quroli, millimetrli to'lqin skaneri, Wireless Lan 802.11ad |
| Terahertz yoki juda yuqori chastota | THF ning THz | 12 | 300-3000 gigagerts1-0,1 mm | X-nurlarini almashtirish uchun eksperimental tibbiy tasvirlash, o'ta tezkor molekulyar dinamika, kondensatsiyalangan moddalar fizikasi, terahertz vaqt-domen spektroskopiyasi, terahertz hisoblash/aloqa, masofadan zondlash |
Turli chastotali radioto'lqinlardan foydalanish
Biz asosan foydalanamizMF-SHFmobil aloqa uchun.
Masalan, "GSM900" va "CDMA800" ko'pincha 900 MGts chastotada ishlaydigan GSM va 800 MGts chastotada ishlaydigan CDMA ga ishora qiladi.
Hozirgi vaqtda jahonning asosiy 4G LTE texnologiyasi standarti UHF va SHF ga tegishli.
Xitoy asosan SHF dan foydalanadi
Ko'rib turganingizdek, 1G, 2G, 3G, 4G rivojlanishi bilan foydalaniladigan radio chastotasi tobora ortib bormoqda.
Nega?
Buning asosiy sababi shundaki, chastota qanchalik yuqori bo'lsa, chastota resurslari shunchalik ko'p.Qanchalik ko'p chastota resurslari mavjud bo'lsa, uzatish tezligi shunchalik yuqori bo'lishi mumkin.
Yuqori chastota ko'proq resurslarni anglatadi, bu esa tezroq tezlikni anglatadi.
Xo'sh, 5 G o'ziga xos chastotalardan nima foydalanadi?
Quyida ko'rsatilganidek:
5G chastota diapazoni ikki turga bo'linadi: biri 6 GGts dan past, bu bizning hozirgi 2G, 3G, 4G dan unchalik farq qilmaydi, ikkinchisi esa yuqori, 24 GGts dan yuqori.
Hozirgi vaqtda 28 GGts yetakchi xalqaro sinov diapazoni hisoblanadi (chastota diapazoni 5G uchun birinchi tijoriy chastota diapazoni ham bo'lishi mumkin)
Agar 28 gigagertsli chastota bilan hisoblangan bo'lsa, biz yuqorida aytib o'tgan formula bo'yicha:
Bu 5G ning birinchi texnik xususiyati
Millimetrli to'lqin
Chastotalar jadvalini yana ko'rsatishga ruxsat bering:
| Guruh nomi | Qisqartirish | ITU band raqami | Chastota va to'lqin uzunligi | Foydalanish misollari |
| Juda past chastota | ELF | 1 | 3-30 Gts100 000-10 000 km | Suv osti kemalari bilan aloqa |
| Super past chastota | SLF | 2 | 30-300Hz10 000-1 000 km | Suv osti kemalari bilan aloqa |
| Ultra past chastota | ULF | 3 | 300-3000 Gts1000-100 km | Suv osti kemalari aloqasi, konlar ichidagi aloqa |
| Juda past chastota | VLF | 4 | 3-30 KHz100-10 km | Navigatsiya, vaqt signallari, suv osti aloqasi, simsiz yurak urish tezligi monitorlari, geofizika |
| Past chastota | LF | 5 | 30-300 KHz10-1 km | Navigatsiya, vaqt signallari, AM Longwave eshittirish (Yevropa va Osiyo qismlari), RFID, havaskor radio |
| O'rta chastota | MF | 6 | 300-3000 KHz1000-100 m | AM (o'rta to'lqinli) eshittirishlar, havaskor radio, ko'chki mayoqlari |
| Yuqori chastota | HF | 7 | 3-30 MGts100-10M | Qisqa to'lqinli eshittirishlar, fuqarolar bandli radio, havaskor radio va ufqdan tashqari aviatsiya aloqalari, RFID, ufqdan tashqari radar, avtomatik aloqa o'rnatish (ALE) / vertikal insidansli osmon to'lqini (NVIS) radioaloqa, dengiz va mobil radiotelefoniya |
| Juda yuqori chastota | VHF | 8 | 30-300 MGts10-1 m | FM, televizion eshittirishlar, koʻrish chizigʻi yerdan havo kemasiga va havo kemasidan havo kemasiga aloqa, quruqlikdagi mobil va dengiz mobil aloqasi, havaskor radio, ob-havo radiosi |
| Ultra yuqori chastota | UHF | 9 | 300-3000 MGts1-0,1 m | Televizion eshittirishlar, mikroto'lqinli pechlar, mikroto'lqinli pechlar/aloqalar, radio astronomiya, mobil telefonlar, simsiz LAN, Bluetooth, ZigBee, GPS va ikki tomonlama radiolar, masalan, quruqlikdagi mobil, FRS va GMRS radiolari, havaskor radio, sun'iy yo'ldosh radiosi, masofadan boshqarish tizimlari, ADSB |
| Super yuqori chastota | SHF | 10 | 3-30 gigagerts100-10 mm | Radio astronomiya, mikroto'lqinli qurilmalar/aloqa, simsiz LAN, DSRC, eng zamonaviy radarlar, aloqa sun'iy yo'ldoshlari, kabel va sun'iy yo'ldosh televideniesi, DBS, havaskor radio, sun'iy yo'ldosh radiosi |
| Juda yuqori chastota | EHF | 11 | 30-300 GHz10-1 mm | Radio astronomiya, yuqori chastotali mikroto'lqinli radiorele, mikroto'lqinli masofadan zondlash, havaskor radio, yo'naltirilgan energiya quroli, millimetrli to'lqin skaneri, Wireless Lan 802.11ad |
| Terahertz yoki juda yuqori chastota | THF ning THz | 12 | 300-3000 gigagerts1-0,1 mm | X-nurlarini almashtirish uchun eksperimental tibbiy tasvirlash, o'ta tezkor molekulyar dinamika, kondensatsiyalangan moddalar fizikasi, terahertz vaqt-domen spektroskopiyasi, terahertz hisoblash/aloqa, masofadan zondlash |
Iltimos, pastki qatorga e'tibor bering.Bu amillimetrli to'lqin!
Xo'sh, yuqori chastotalar juda yaxshi ekan, nega biz ilgari yuqori chastotani ishlatmadik?
Sababi oddiy:
- bu siz undan foydalanishni xohlamasligingiz emas.Bu siz uni sotib ololmaysiz.
Elektromagnit to'lqinlarning ajoyib xususiyatlari: chastota qanchalik baland bo'lsa, to'lqin uzunligi qanchalik qisqa bo'lsa, chiziqli tarqalish qanchalik yaqin bo'lsa (diffraktsiya qobiliyati shunchalik yomon).Chastota qanchalik baland bo'lsa, muhitda zaiflashuv shunchalik ko'p bo'ladi.
Lazer qalamingizga qarang (to'lqin uzunligi taxminan 635 nm).Chiqarilgan yorug'lik to'g'ri.Agar siz uni to'sib qo'ysangiz, undan o'ta olmaysiz.
Keyin sun'iy yo'ldosh aloqasi va GPS navigatsiyasiga qarang (to'lqin uzunligi taxminan 1 sm).Agar to'siq bo'lsa, signal bo'lmaydi.
Sun'iy yo'ldoshning katta qozoni sun'iy yo'ldoshni to'g'ri yo'nalishga yo'naltirish uchun sozlangan bo'lishi kerak, yoki hatto ozgina noto'g'ri chiziq signal sifatiga ta'sir qiladi.
Agar uyali aloqa yuqori chastotali diapazondan foydalansa, uning eng muhim muammosi uzatish masofasining sezilarli darajada qisqarishi va qamrov qobiliyati sezilarli darajada kamayadi.
Xuddi shu hududni qamrab olish uchun zarur bo'lgan 5G tayanch stantsiyalari soni 4G dan sezilarli darajada oshadi.
Baza stansiyalari soni nimani anglatadi?Pul, investitsiyalar va xarajatlar.
Chastota qanchalik past bo'lsa, tarmoq arzonroq bo'ladi va raqobatdosh bo'ladi.Shuning uchun barcha tashuvchilar past chastotali diapazonlar uchun kurashdilar.
Ba'zi bantlar hatto deyiladi - oltin chastota diapazonlari.
Shu sababli, yuqoridagi sabablarga ko'ra, yuqori chastotali asosda, tarmoq qurilishining xarajatlar bosimini kamaytirish uchun 5G yangi chiqish yo'lini topishi kerak.
Va chiqish yo'llari qanday?
Birinchidan, mikro tayanch stantsiya mavjud.
Mikro tayanch stantsiya
Ikki xil tayanch stansiyalar, mikro tayanch stansiyalar va makro tayanch stansiyalar mavjud.Nomga qarang, mikro tayanch stansiya juda kichkina;makro tayanch stansiyasi juda katta.
Makro tayanch stansiyasi:
Katta maydonni qoplash uchun.
Mikro tayanch stansiya:
Juda kichik.
Hozirgi vaqtda ko'plab mikro tayanch stansiyalarni, ayniqsa shaharlarda va yopiq joylarda tez-tez ko'rish mumkin.
Kelajakda, 5G haqida gap ketganda, yana ko'p narsalar bo'ladi va ular hamma joyda, deyarli hamma joyda o'rnatiladi.
Siz so'rashingiz mumkin, agar atrofda shuncha ko'p baza stansiyalari bo'lsa, inson tanasiga ta'sir qiladimi?
Mening javobim - yo'q.
Baza stantsiyalari qancha ko'p bo'lsa, radiatsiya shunchalik kam bo'ladi.
O'ylab ko'ring, qishda, bir guruh odamlar yashaydigan uyda bitta kuchli isitish moslamasi bo'lgani yaxshimi yoki bir nechta kam quvvatli isitgich?
Kichik tayanch stansiya, kam quvvat va hamma uchun mos.
Agar faqat katta tayanch stantsiya, radiatsiya muhim va juda uzoqda bo'lsa, signal yo'q.
Antenna qayerda?
Ilgari uyali telefonlar uzun antennaga ega bo'lganini va erta mobil telefonlarda kichik antennalarga ega bo'lganini payqadingizmi?Nega endi bizda antennalar yo'q?
Bizga antennalar kerak emas degani emas;bu bizning antennalarimiz kichrayib borayotganidir.
Antennaning xususiyatlariga ko'ra, antennaning uzunligi to'lqin uzunligiga mutanosib bo'lishi kerak, taxminan 1/10 ~ 1/4 orasida.
Vaqt o'zgarishi bilan bizning mobil telefonlarimizning aloqa chastotasi ortib bormoqda va to'lqin uzunligi qisqaradi va antenna ham tezroq bo'ladi.
Millimetrli to'lqinli aloqa, antenna ham millimetr darajasiga aylanadi
Bu shuni anglatadiki, antenna butunlay mobil telefonga va hatto bir nechta antennalarga kiritilishi mumkin.
Bu 5G ning uchinchi kalitidir
Massive MIMO (Ko'p antenna texnologiyasi)
MIMO, ya'ni ko'p kirish, ko'p chiqish degan ma'noni anglatadi.
LTE davrida bizda MIMO allaqachon mavjud, ammo antennalar soni unchalik ko'p emas va bu faqat MIMO ning oldingi versiyasi deb aytish mumkin.
5G davrida MIMO texnologiyasi Massive MIMO ning takomillashtirilgan versiyasiga aylanadi.
Uyali telefonni bir nechta antennalar bilan to'ldirish mumkin, uyali minoralar haqida gapirmasa ham bo'ladi.
Oldingi tayanch stansiyada bir nechta antennalar mavjud edi.
5G davrida antennalar soni bo'laklar bilan emas, balki "Array" antenna massivi bilan o'lchanadi.
Biroq, antennalar bir-biriga juda yaqin bo'lmasligi kerak.
Antennalarning xususiyatlari tufayli ko'p antennali qator antennalar orasidagi masofa yarim to'lqin uzunligidan yuqori bo'lishini talab qiladi.Agar ular juda yaqinlashsa, ular bir-biriga aralashib, signallarni uzatish va qabul qilishga ta'sir qiladi.
Baza stantsiyasi signalni uzatganda, u lampochkaga o'xshaydi.
Signal atrof-muhitga yuboriladi.Yorug'lik uchun, albatta, butun xonani yoritishdir.Agar ma'lum bir hudud yoki ob'ektni tasvirlash uchun bo'lsa, yorug'likning ko'p qismi behuda ketadi.
Baza stansiyasi bir xil;ko'p energiya va resurslar isrof qilinadi.
Xo'sh, agar biz tarqoq nurni bog'lash uchun ko'rinmas qo'lni topa olamizmi?
Bu nafaqat energiyani tejash, balki yoritilishi kerak bo'lgan hududning etarli darajada yorug'lik bo'lishini ham ta'minlaydi.
Javob ha.
BuBeamforming
Beamforming yoki fazoviy filtrlash - yo'nalishli signalni uzatish yoki qabul qilish uchun sensorli massivlarda ishlatiladigan signalni qayta ishlash usuli.Bunga antenna qatoridagi elementlarni birlashtirish orqali erishiladi, shunda ma'lum burchaklardagi signallar konstruktiv shovqinlarni boshdan kechiradi, boshqalari esa halokatli shovqinlarni boshdan kechiradi.Fazoviy selektivlikka erishish uchun nurlanishni uzatish va qabul qilish uchlarida ham qo'llash mumkin.
Ushbu fazoviy multiplekslash texnologiyasi ko'p yo'nalishli signal qamrovidan aniq yo'nalishli xizmatlarga o'zgardi, ko'proq aloqa aloqalarini ta'minlash uchun bir xil bo'shliqdagi nurlar o'rtasida to'sqinlik qilmaydi, tayanch stantsiyaning xizmat ko'rsatish imkoniyatlarini sezilarli darajada yaxshilaydi.
Hozirgi uyali aloqa tarmog'ida, hatto ikki kishi bir-biriga yuzma-yuz qo'ng'iroq qilsa ham, signallar tayanch stantsiyalar, jumladan, nazorat signallari va ma'lumotlar paketlari orqali uzatiladi.
Ammo 5G davrida bu holat har doim ham shunday emas.
5G ning beshinchi muhim xususiyati -D2Dqurilmadan qurilmaga.
5G davrida, agar bitta tayanch stantsiya ostidagi ikkita foydalanuvchi bir-biri bilan muloqot qilsa, ularning ma'lumotlari endi tayanch stantsiya orqali emas, balki to'g'ridan-to'g'ri mobil telefonga uzatiladi.
Shunday qilib, u juda ko'p havo resurslarini tejaydi va tayanch stansiyaga bosimni pasaytiradi.
Ammo, agar siz bu tarzda to'lashingiz shart emas deb o'ylasangiz, unda siz adashasiz.
Tekshirish xabari ham tayanch stantsiyadan ketishi kerak;spektr resurslaridan foydalanasiz.Operatorlar sizni qanday qilib qo'yib yuborishdi?
Aloqa texnologiyasi sirli emas;aloqa texnologiyasining toji sifatida 5 G erishib bo'lmaydigan innovatsion inqilob texnologiyasi emas;Bu ko'proq mavjud aloqa texnologiyasining evolyutsiyasidir.
Bir mutaxassis aytganidek -
Aloqa texnologiyasining chegaralari texnik cheklovlar bilan cheklanib qolmaydi, balki qat'iy matematikaga asoslangan xulosalardir, uni qisqa vaqt ichida buzish mumkin emas.
Ilmiy tamoyillar doirasida muloqot imkoniyatlarini qanday o'rganish esa ko'plab odamlarning tinimsiz izlanishlari bilan bog'liq.
Yuborilgan vaqt: 2021-02-iyun