5G мен 4G арасындағы айырмашылық неде?

5G мен 4G арасындағы айырмашылық неде?

Бүгінгі әңгіме формуладан басталады.

Бұл қарапайым, бірақ сиқырлы формула.Бұл қарапайым, өйткені онда тек үш әріп бар.Және бұл таңқаларлық, өйткені ол коммуникациялық технологияның құпиясын қамтитын формула.

Формула:

Физиканың негізгі формуласы болып табылатын формуланы түсіндіруге рұқсат етіңіз, жарық жылдамдығы = толқын ұзындығы * жиілік.

Формула туралы айта аласыз: ол 1G, 2G, 3G немесе 4G, 5G болсын, бәрі өздігінен.

Сымды?Сымсыз?

Коммуникациялық технологиялардың тек екі түрі бар – сымды байланыс және сымсыз байланыс.

Егер мен сізге қоңырау шалсам, ақпараттық деректер ауада (көрінбейтін және материалдық емес) немесе физикалық материалда (көрінетін және сезілетін).

Егер ол физикалық материалдарда берілсе, ол сымды байланыс болып табылады.Ол мыс сым, оптикалық талшық және т.б. пайдаланылады, барлығы сымды тасымалдағыштар деп аталады.

Деректер сымды тасымалдағыш арқылы тасымалданғанда, жылдамдық өте жоғары мәндерге жетуі мүмкін.

Мысалы, зертханада бір талшықтың максималды жылдамдығы 26Тбит/с жетті;бұл дәстүрлі кабельден жиырма алты мың есе көп.

Оптикалық талшық

Әуе байланысы ұялы байланыстың тар жолы болып табылады.

Қазіргі негізгі мобильді стандарт – 4G LTE, теориялық жылдамдығы небәрі 150 Мбит/с (операторды біріктіруді қоспағанда).Бұл кабельмен салыстырғанда мүлдем ештеңе емес.

Сондықтан,егер 5G жоғары жылдамдықты ұшына дейін жеткізуді көздесе, маңызды нүкте сымсыз байланыстың кедергісін жою болып табылады.

Барлығымыз білетіндей, сымсыз байланыс - бұл байланыс үшін электромагниттік толқындарды пайдалану.Электрондық толқындар да, жарық толқындары да электромагниттік толқындар болып табылады.

Оның жиілігі электромагниттік толқынның қызметін анықтайды.Әртүрлі жиіліктегі электромагниттік толқындар әртүрлі сипаттамаларға ие, сондықтан басқа да мақсаттарға ие.

Мысалы, жоғары жиілікті гамма-сәулелер айтарлықтай өлімге әкеледі және ісіктерді емдеу үшін пайдаланылуы мүмкін.

Қазіргі уақытта біз байланыс үшін негізінен электр толқындарын пайдаланамыз.Әрине, LIFI сияқты оптикалық байланыстардың өсуі байқалады.

LiFi (жарық сенімділігі), көрінетін жарық байланысы.

Алдымен радиотолқындарға оралайық.

Электроника электромагниттік толқынның бір түріне жатады.Оның жиілік ресурстары шектеулі.

Біз жиілікті әртүрлі бөліктерге бөлдік және оларды кедергілер мен қақтығыстарды болдырмау үшін әртүрлі нысандар мен пайдалануларға тағайындадық.

Әртүрлі жиіліктегі радиотолқындарды қолдану

Негізінен қолданамызMF-SHFұялы телефон байланысы үшін.

Мысалы, «GSM900» және «CDMA800» жиі 900 МГц жиілікте жұмыс істейтін GSM және 800 МГц жиілікте жұмыс істейтін CDMA жатады.

Қазіргі уақытта әлемдегі негізгі 4G LTE технологиясы стандарты UHF және SHF-ге жатады.

Қытай негізінен SHF пайдаланады

Көріп отырғаныңыздай, 1G, 2G, 3G, 4G дамыған сайын қолданылатын радиожиілік артып келеді.

Неліктен?

Бұл, ең алдымен, жиілік неғұрлым жоғары болса, соғұрлым жиілік ресурстары қолжетімді болады.Жиілік ресурстары неғұрлым көп болса, соғұрлым жоғары жіберу жылдамдығына қол жеткізуге болады.

Жоғары жиілік көбірек ресурстарды білдіреді, бұл жылдамырақ жылдамдықты білдіреді.

Сонымен, 5 G нақты жиіліктерді не пайдаланады?

Төменде көрсетілгендей:

5G жиілік диапазоны екі түрге бөлінеді: біреуі 6 ГГц-тен төмен, бұл біздің қазіргі 2G, 3G, 4G-ден онша ерекшеленбейді, екіншісі жоғары, 24 ГГц-тен жоғары.

Қазіргі уақытта 28 ГГц жетекші халықаралық сынақ диапазоны болып табылады (жиілік диапазоны 5G үшін алғашқы коммерциялық жиілік диапазоны болуы мүмкін)

Егер 28 ГГц арқылы есептелсе, біз жоғарыда айтқан формула бойынша:

Бұл 5G-нің бірінші техникалық ерекшелігі

Миллиметрлік толқын

Жиілік кестесін қайтадан көрсетуге рұқсат етіңіз:

Төменгі жолға назар аударыңыз.Бұл амиллиметрлік толқын!

Жоғары жиіліктер өте жақсы болғандықтан, біз неге жоғары жиілікті бұрын қолданбадық?

Себебі қарапайым:

– бұл сіз оны пайдаланғыңыз келмейтіндіктен емес.Бұл сіз оны көтере алмайсыз.

Электромагниттік толқындардың тамаша сипаттамалары: жиілік неғұрлым жоғары болса, толқын ұзындығы соғұрлым қысқа, сызықтық таралуға соғұрлым жақын болады (дифракция қабілеті соғұрлым нашар).Жиілік неғұрлым жоғары болса, ортадағы әлсіреу соғұрлым жоғары болады.

Лазерлік қаламға қараңыз (толқын ұзындығы шамамен 635 нм).Шығарылатын жарық түзу.Егер сіз бұғаттасаңыз, одан өте алмайсыз.

Содан кейін спутниктік байланыс пен GPS навигациясын қараңыз (толқын ұзындығы шамамен 1 см).Егер кедергі болса, сигнал болмайды.

Жерсерікті дұрыс бағытта көрсету үшін жерсеріктің үлкен кастрюльін калибрлеу керек, әйтпесе тіпті шамалы туралау сигнал сапасына әсер етеді.

Егер ұялы байланыс жоғары жиілік диапазонын пайдаланса, оның ең маңызды проблемасы айтарлықтай қысқартылған тарату қашықтығы болып табылады және қамту мүмкіндігі айтарлықтай төмендейді.

Бір аумақты қамту үшін қажетті 5G базалық станцияларының саны 4G-ден айтарлықтай асып түседі.

Базалық станциялардың саны нені білдіреді?Ақша, инвестиция және шығындар.

Жиілік неғұрлым төмен болса, желі соғұрлым арзан болады, соғұрлым ол бәсекеге қабілетті болады.Сондықтан барлық тасымалдаушылар төмен жиілік диапазондары үшін күресті.

Кейбір жолақтар тіпті алтын жиілік диапазондары деп аталады.

Сондықтан, жоғарыда аталған себептерге сүйене отырып, жоғары жиілік жағдайында, желі құрылысының шығын қысымын төмендету үшін 5G шығудың жаңа жолын табуы керек.

Ал одан шығудың жолы қандай?

Біріншіден, микро базалық станция бар.

Микробазалық станция

Базалық станциялардың екі түрі бар, микро базалық станциялар және макро базалық станциялар.Атауға қараңыз, микро базалық станция кішкентай;макро базалық станция өте үлкен.

Макро базалық станция:

Үлкен аумақты қамту үшін.

Микро базалық станция:

Өте кішкентай.

Қазір көптеген микро базалық станцияларды, әсіресе қалалық жерлерде және үй ішінде жиі көруге болады.

Болашақта, 5G-ге келгенде, тағы да көп болады және олар барлық жерде, барлық жерде дерлік орнатылады.

Айналада осыншама базалық станциялар болса, адам ағзасына қандай да бір әсер ете ме?

Менің жауабым – жоқ.

Неғұрлым көп базалық станциялар болса, соғұрлым радиация аз болады.

Ойлап көріңізші, қыста бір топ адам тұратын үйде бір қуатты жылытқыш болғаны жақсы ма, әлде аз қуатты бірнеше жылытқыштар болғаны дұрыс па?

Шағын базалық станция, қуаты аз және барлығына жарамды.

Тек үлкен базалық станция болса, радиация айтарлықтай және тым алыс болса, сигнал жоқ.

Антенна қайда?

Бұрын ұялы телефондардың ұзын антеннасы болғанын, ал ертедегі ұялы телефондардың шағын антенналары болғанын байқадыңыз ба?Неліктен бізде қазір антенналар жоқ?

Бұл бізге антенналардың қажеті жоқ дегенді білдірмейді;бұл біздің антенналарымыздың азаюы.

Антеннаның сипаттамаларына сәйкес антеннаның ұзындығы толқын ұзындығына пропорционалды болуы керек, шамамен 1/10 ~ 1/4 арасында.

Уақыт өзгерген сайын ұялы телефондарымыздың байланыс жиілігі жоғарылап, толқын ұзындығы қысқарып барады, антенна да жылдамырақ болады.

Миллиметрлік толқын байланысы, антенна да миллиметрлік деңгейге айналады

Бұл антеннаны толығымен ұялы телефонға және тіпті бірнеше антеннаға салуға болатындығын білдіреді.

Бұл 5G үшінші кілті

Жаппай MIMO (көп антенналық технология)

MIMO, бұл көп енгізу, көп шығыс дегенді білдіреді.

LTE дәуірінде бізде MIMO бар, бірақ антенналардың саны тым көп емес және бұл тек MIMO-ның алдыңғы нұсқасы деп айтуға болады.

5G дәуірінде MIMO технологиясы Massive MIMO-ның жетілдірілген нұсқасына айналады.

Ұялы телефонды ұялы телефон мұнараларын айтпағанда, бірнеше антеннамен толтыруға болады.

Алдыңғы базалық станцияда бірнеше антенналар болды.

5G дәуірінде антенналардың саны бөліктермен емес, «Массив» антенна массивімен өлшенеді.

Дегенмен, антенналар бір-біріне тым жақын болмауы керек.

Антенналардың сипаттамаларына байланысты көп антенналық массив антенналар арасындағы қашықтық жарты толқын ұзындығынан жоғары болуын талап етеді.Егер олар тым жақын болса, олар бір-біріне кедергі жасайды және сигналдарды беру мен қабылдауға әсер етеді.

Базалық станция сигнал бергенде, ол шамға ұқсайды.

Сигнал айналаға жіберіледі.Жарық үшін, әрине, бүкіл бөлмені жарықтандыру.Егер белгілі бір аумақты немесе нысанды суреттеу үшін ғана жарықтың көп бөлігі босқа кетеді.

Базалық станция бірдей;көп энергия мен ресурстар босқа кетеді.

Олай болса, шашыраңқы жарықты байлау үшін көрінбейтін қолды таба аламыз ба?

Бұл энергияны үнемдеп қана қоймайды, сонымен қатар жарықтандырылатын аумақтың жеткілікті жарық болуын қамтамасыз етеді.

Жауап иә.

БұлСәулелендіру

Сәулелендіру немесе кеңістіктік сүзгілеу – сигналды бағыттау арқылы жіберу немесе қабылдау үшін сенсорлық массивтерде қолданылатын сигналды өңдеу әдісі.Бұған антенна массивіндегі элементтерді біріктіру арқылы қол жеткізіледі, осылайша белгілі бір бұрыштардағы сигналдар конструктивті кедергілерге ұшырайды, ал басқалары деструктивті кедергілерге ұшырайды.Кеңістіктік селективтілікке қол жеткізу үшін сәулеленуді жіберу және қабылдау ұштарында да қолдануға болады.

Бұл кеңістіктік мультиплекстеу технологиясы көп бағытты сигналды қамтудан нақты бағытталған қызметтерге дейін өзгерді, көбірек байланыс байланыстарын қамтамасыз ету үшін бір кеңістіктегі сәулелер арасында кедергі жасамайды, базалық станцияның қызмет көрсету мүмкіндігін айтарлықтай жақсартады.

Қазіргі мобильді желіде екі адам бір-бірімен бетпе-бет сөйлессе де, сигналдар басқару сигналдары мен деректер пакеттерін қоса алғанда, базалық станциялар арқылы беріледі.

Бірақ 5G дәуірінде бұл жағдай міндетті емес.

5G бесінші маңызды ерекшелігі —D2Dқұрылғыдан құрылғыға болып табылады.

5G дәуірінде бір базалық станцияның астындағы екі пайдаланушы бір-бірімен байланысса, олардың деректері енді базалық станция арқылы емес, тікелей ұялы телефонға жіберіледі.

Осылайша, ол ауа ресурстарын айтарлықтай үнемдейді және базалық станцияға түсетін қысымды азайтады.

Бірақ, егер сіз осылай төлеудің қажеті жоқ деп ойласаңыз, қателесесіз.

Басқару хабарламасы да базалық станциядан шығуы керек;спектр ресурстарын пайдаланасыз.Операторлар сізді қалай жіберді?

Коммуникациялық технология жұмбақ емес;коммуникациялық технологияның тәжі ретінде 5 G қол жетпес инновациялық революция технологиясы емес;бұл бұрыннан бар коммуникациялық технологияның эволюциясы.

Бір сарапшы айтқандай-

Коммуникациялық технологияның шекаралары тек техникалық шектеулермен ғана шектелмейді, бірақ жақын арада бұзу мүмкін емес қатаң математикаға негізделген тұжырымдар.

Ал ғылыми ұстанымдар аясында коммуникацияның әлеуетін одан әрі қалай зерттеуге болатыны – коммуникация саласының көп адамдарының тынымсыз ізденістері.