Wat ass den Ënnerscheed tëscht 5G an 4G?
D'Geschicht vun haut fänkt mat enger Formel un.
Et ass eng einfach awer magesch Formel.Et ass einfach well et nëmmen dräi Buschtawen huet.An et ass erstaunlech well et eng Formel ass déi d'Geheimnis vun der Kommunikatiounstechnologie enthält.
D'Formel ass:
Erlaabt mir d'Formel z'erklären, déi d'Basisphysikformel ass, d'Geschwindegkeet vum Liicht = Wellelängt * Frequenz.
Iwwer d'Formel kënnt Dir soen: ob et 1G, 2G, 3G oder 4G, 5G ass, alles eleng.
Drot?Wireless?
Et ginn nëmmen zwou Aarte vu Kommunikatiounstechnologien - Drotkommunikatioun a Kabelkommunikatioun.
Wann ech Iech ruffen, sinn d'Informatiounsdaten entweder an der Loft (onsichtbar an immateriell) oder dat kierperlecht Material (siichtbar a konkret).
Wann et op de kierperleche Materialien iwwerdroe gëtt, ass et kabellos Kommunikatioun.Et gëtt benotzt Kupferdrot, optesch Faser., etc., all als kabelt Medien bezeechent.
Wann Daten iwwer kabelt Medien iwwerdroe ginn, kann den Taux ganz héich Wäerter erreechen.
Zum Beispill, am Labo, huet d'maximal Geschwindegkeet vun enger eenzeger Faser 26Tbps erreecht;et ass zwanzeg-sechs dausend mol vun traditionell Kabel.
Optesch Fiber
Airborne Kommunikatioun ass de Flaschenhals vun der mobiler Kommunikatioun.
Den aktuelle Mainstream Mobile Standard ass 4G LTE, eng theoretesch Geschwindegkeet vun nëmmen 150Mbps (ausser Carrier Aggregatioun).Dëst ass ganz näischt am Verglach mam Kabel.
Dofir,wann 5G en Héichgeschwindegkeet Enn-zu-Enn erreechen ass, ass de kritesche Punkt duerch de drahtlose Flaschenhals ze briechen.
Wéi mir all wëssen, ass drahtlose Kommunikatioun d'Benotzung vun elektromagnetesche Wellen fir Kommunikatioun.Elektronesch Wellen a Liichtwellen si béid elektromagnetesch Wellen.
Seng Frequenz bestëmmt d'Funktioun vun enger elektromagnetescher Welle.Elektromagnetesch Wellen vu verschiddene Frequenzen hu verschidde Charakteristiken an hunn also aner Notzungen.
Zum Beispill, Héichfrequenz Gammastrahlen hunn bedeitend Doudesfäll a kënne benotzt ginn fir Tumoren ze behandelen.
Mir benotze momentan haaptsächlech elektresch Wellen fir Kommunikatioun.natierlech gëtt et den Opstig vun opteschen Kommunikatiounen, wéi LIFI.
LiFi (Liichtvertrauen), siichtbar Liichtkommunikatioun.
Komme mer als éischt op Radiowellen zréck.
Elektronik gehéiert zu enger Zort elektromagnetescher Welle.Seng Frequenz Ressourcen sinn limitéiert.
Mir hunn d'Frequenz an verschidden Deeler opgedeelt an hunn se op verschidden Objeten a Gebrauch zougewisen fir Interferenz a Konflikt ze vermeiden.
| Band Numm | Ofkierzung | ITU Band Zuel | Frequenz a Wellelängt | Beispill benotzt |
| Extrem niddereg Frequenz | ELF | 1 | 3-30 Hz100.000-10.000 km | Kommunikatioun mat U-Booter |
| Super Low Frequenz | SLF | 2 | 30-300 Hz10.000-1.000 km | Kommunikatioun mat U-Booter |
| Ultra Low Frequenz | ULF | 3 | 300-3.000 Hz1.000-100 km | U-Boot Kommunikatioun, Kommunikatioun bannent Minen |
| Ganz niddereg Frequenz | VLF | 4 | 3-30KHz100-10 km | Navigatioun, Zäitsignaler, U-Boot Kommunikatioun, drahtlose Häerzfrequenzmonitore, Geophysik |
| Niddereg Frequenz | LF | 5 | 30-300KHz10-1 km | Navigatioun, Zäitsignaler, AM Longwave Sendung (Europa an Deeler vun Asien), RFID, Amateurradio |
| Mëttelfrequenz | MF | 6 | 300-3.000KHz1.000-100 m | AM (Mëttelwelle) Sendungen, Amateurradio, Lawine Beaconen |
| Héich Frequenz | HF | 7 | 3-30 MHz100-10M | Kuerzwelle Sendungen, Biergerbandradio, Amateurradio an iwwer-de-Horizon-Loftkommunikatioun, RFID, iwwer-der-horizon-radar, automatesch Link Etablissement (ALE) / no-vertical incidence skywave (NVIS) Radiokommunikatioun, Marine a mobil Radiotelefonie |
| Ganz héich Frequenz | VHF | 8 | 30-300 MHz10-1m | FM, Fernsehsendungen, Siichtlinn Buedem-zu-Fliger a Fliger-zu-Fliger Kommunikatioun, Landmobil a maritime mobil Kommunikatioun, Amateurradio, Wiederradio |
| Ultra héich Frequenz | UHF | 9 | 300-3.000 MHz1-0,1m | Fernsehsendungen, Mikrowellenofen, Mikrowellengeräter / Kommunikatiounen, Radioastronomie, Handyen, Wireless LAN, Bluetooth, ZigBee, GPS an Zwee-Wee Radios wéi Landmobil, FRS a GMRS Radios, Amateurradio, Satellite Radio, Fernsteuerungssystemer, ADSB |
| Super Héich Frequenz | SHF | 10 | 3-30 GHz100-10 mm | Radioastronomie, Mikrowellengeräter/Kommunikatioun, Wireless LAN, DSRC, modernste Radaren, Kommunikatiounssatellitten, Kabel- a Satellit Fernsehsendungen, DBS, Amateurradio, Satelliteradio |
| Extrem héich Frequenz | EHF | 11 | 30-300 GHz10-1 mm | Radioastronomie, Héichfrequenz Mikrowellenradiorelais, Mikrowelle Fernsensoren, Amateurradio, Direktenergiewaffe, Millimeterwellenscanner, Wireless Lan 802.11ad |
| Terahertz oder immens héich Frequenz | THz vun THF | 12 | 300-3.000 GHz1-0,1 mm | Experimentell medizinesch Imaging fir Röntgenstrahlen ze ersetzen, ultraschnell molekulare Dynamik, Physik vun der kondenséierter Matière, Terahertz Zäitdomain Spektroskopie, Terahertz Computing / Kommunikatioun, Fernsensing |
D'Benotzung vu Radiowellen vu verschiddene Frequenzen
Mir benotzen haaptsächlechMF-SHFfir Handy Kommunikatioun.
Zum Beispill, "GSM900" an "CDMA800" bezéien dacks op GSM déi op 900MHz an CDMA leeft op 800MHz.
Am Moment gehéiert de weltwäiten Mainstream 4G LTE Technologie Standard zu UHF a SHF.
China benotzt haaptsächlech SHF
Wéi Dir kënnt gesinn, mat der Entwécklung vun 1G, 2G, 3G, 4G, gëtt d'Radiofrequenz benotzt ëmmer méi héich.
Firwat?
Dëst ass haaptsächlech well wat méi héich d'Frequenz ass, wat méi Frequenzressourcen verfügbar sinn.Wat méi Frequenzressourcen verfügbar sinn, wat méi héich kann den Iwwerdroungsrate erreecht ginn.
Méi héich Frequenz bedeit méi Ressourcen, dat heescht méi séier Geschwindegkeet.
Also, wat benotzt 5 G déi spezifesch Frequenzen?
Wéi hei ënnen gewisen:
D'Frequenzbereich vum 5G ass an zwou Zorte opgedeelt: eng ass ënner 6GHz, wat net zevill anescht ass wéi eisen aktuellen 2G, 3G, 4G, an déi aner, déi héich ass, iwwer 24GHz.
De Moment ass 28GHz déi féierend international Testband (d'Frequenzband kann och déi éischt kommerziell Frequenzband fir 5G ginn)
Wann berechent duerch 28GHz, no der Formel déi mir uewen ernimmt hunn:
Gutt, dat ass déi éischt technesch Feature vum 5G
Millimeter-Welle
Erlaabt mir d'Frequenztabell nach eng Kéier ze weisen:
| Band Numm | Ofkierzung | ITU Band Zuel | Frequenz a Wellelängt | Beispill benotzt |
| Extrem niddereg Frequenz | ELF | 1 | 3-30 Hz100.000-10.000 km | Kommunikatioun mat U-Booter |
| Super Low Frequenz | SLF | 2 | 30-300 Hz10.000-1.000 km | Kommunikatioun mat U-Booter |
| Ultra Low Frequenz | ULF | 3 | 300-3.000 Hz1.000-100 km | U-Boot Kommunikatioun, Kommunikatioun bannent Minen |
| Ganz niddereg Frequenz | VLF | 4 | 3-30KHz100-10 km | Navigatioun, Zäitsignaler, U-Boot Kommunikatioun, drahtlose Häerzfrequenzmonitore, Geophysik |
| Niddereg Frequenz | LF | 5 | 30-300KHz10-1 km | Navigatioun, Zäitsignaler, AM Longwave Sendung (Europa an Deeler vun Asien), RFID, Amateurradio |
| Mëttelfrequenz | MF | 6 | 300-3.000KHz1.000-100 m | AM (Mëttelwelle) Sendungen, Amateurradio, Lawine Beaconen |
| Héich Frequenz | HF | 7 | 3-30 MHz100-10M | Kuerzwelle Sendungen, Biergerbandradio, Amateurradio an iwwer-de-Horizon-Loftkommunikatioun, RFID, iwwer-der-horizon-radar, automatesch Link Etablissement (ALE) / no-vertical incidence skywave (NVIS) Radiokommunikatioun, Marine a mobil Radiotelefonie |
| Ganz héich Frequenz | VHF | 8 | 30-300 MHz10-1m | FM, Fernsehsendungen, Siichtlinn Buedem-zu-Fliger a Fliger-zu-Fliger Kommunikatioun, Landmobil a maritime mobil Kommunikatioun, Amateurradio, Wiederradio |
| Ultra héich Frequenz | UHF | 9 | 300-3.000 MHz1-0,1m | Fernsehsendungen, Mikrowellenofen, Mikrowellengeräter / Kommunikatiounen, Radioastronomie, Handyen, Wireless LAN, Bluetooth, ZigBee, GPS an Zwee-Wee Radios wéi Landmobil, FRS a GMRS Radios, Amateurradio, Satellite Radio, Fernsteuerungssystemer, ADSB |
| Super Héich Frequenz | SHF | 10 | 3-30 GHz100-10 mm | Radioastronomie, Mikrowellengeräter/Kommunikatioun, Wireless LAN, DSRC, modernste Radaren, Kommunikatiounssatellitten, Kabel- a Satellit Fernsehsendungen, DBS, Amateurradio, Satelliteradio |
| Extrem héich Frequenz | EHF | 11 | 30-300 GHz10-1 mm | Radioastronomie, Héichfrequenz Mikrowellenradiorelais, Mikrowelle Fernsensoren, Amateurradio, Direktenergiewaffe, Millimeterwellenscanner, Wireless Lan 802.11ad |
| Terahertz oder immens héich Frequenz | THz vun THF | 12 | 300-3.000 GHz1-0,1 mm | Experimentell medizinesch Imaging fir Röntgenstrahlen ze ersetzen, ultraschnell molekulare Dynamik, Physik vun der kondenséierter Matière, Terahertz Zäitdomain Spektroskopie, Terahertz Computing / Kommunikatioun, Fernsensing |
Weg oppassen op déi ënnescht Linn.Ass dat amillimeter-well!
Gutt, well héich Frequenzen sou gutt sinn, firwat hu mir virdrun net héich Frequenz benotzt?
De Grond ass einfach:
- et ass net datt Dir et net benotze wëllt.Et ass datt Dir et net leeschte kënnt.
Déi bemierkenswäert Charakteristiken vun elektromagnetesche Wellen: wat méi héich d'Frequenz ass, wat méi kuerz d'Wellelängt ass, wat méi no un der linearer Ausbreedung ass (wat méi schlëmm ass d'Diffraktiounsfäegkeet).Wat méi héich d'Frequenz ass, dest méi grouss ass d'Dämpfung am Medium.
Kuckt Ären Laser Pen (Wellelängt ass ongeféier 635nm).D'Liicht emittéiert ass direkt.Wann Dir et blockéiert, kënnt Dir et net duerchsetzen.
Da kuckt op Satellitekommunikatioun a GPS Navigatioun (Wellelängt ass ongeféier 1 cm).Wann et eng Obstruktioun ass, gëtt et kee Signal.
De grousse Pot vum Satellit muss kalibréiert ginn fir de Satellit an déi richteg Richtung ze weisen, oder souguer e liichte Mëssverstäerkung wäert d'Signalqualitéit beaflossen.
Wann mobil Kommunikatioun d'Héichfrequenzband benotzt, ass säi bedeitendste Problem déi wesentlech verkierzte Iwwerdroungsdistanz, an d'Ofdeckungsfäegkeet ass staark reduzéiert.
Fir datselwecht Gebitt ze decken, wäert d'Zuel vun de 5G Basisstatiounen erfuerderlech méi wéi 4G sinn.
Wat heescht d'Zuel vun de Basisstatiounen?D'Suen, d'Investitioun an d'Käschte.
Wat méi niddereg d'Frequenz ass, dest méi bëlleg ass d'Netzwierk, a wat et méi kompetitiv wäert sinn.Dofir hunn all Carrier fir Nidderfrequenz Bands gekämpft.
Puer Bands sinn souguer genannt - d'Gold Frequenz Bands.
Dofir, baséiert op den uewe genannte Grënn, ënner der Viraussetzung vun der héijer Frequenz, fir de Käschtendrock vum Netzbau ze reduzéieren, muss 5G en neie Wee eraus fannen.
A wat sinn d'Auswee?
Als éischt ass et d'Mikro Basisstatioun.
Mikro Basisstatioun
Et ginn zwou Aarte vu Basisstatiounen, Mikrobasisstatiounen a Makrobasisstatiounen.Kuckt den Numm, an d'Mikrobasisstatioun ass kleng;der Macro Basisstatioun ass enorm.
Macro Basisstatioun:
Fir e grousst Gebitt ze decken.
Mikro Basisstatioun:
Ganz kleng.
Vill Mikro-Basisstatiounen elo, besonnesch an urbanen Gebidder an Indoor, kënnen dacks gesi ginn.
An Zukunft, wann et ëm 5G kënnt, ginn et vill méi, a si ginn iwwerall installéiert, bal iwwerall.
Dir kënnt froen, gëtt et en Impakt op de mënschleche Kierper wann esou vill Basisstatiounen ronderëm sinn?
Meng Äntwert ass -nee.
Wat méi Basisstatiounen et ginn, wat manner Stralung gëtt.
Denkt drun, am Wanter, an engem Haus mat enger Grupp vu Leit, ass et besser eng Héichkraaftheizung oder e puer Low-Power Heizungen ze hunn?
Déi kleng Basisstatioun, niddereg Kraaft a gëeegent fir jiddereen.
Wann nëmmen eng grouss Basisstatioun, ass d'Stralung bedeitend an ze wäit ewech, et gëtt kee Signal.
Wou ass d'Antenne?
Hutt Dir gemierkt datt Handyen an der Vergaangenheet eng laang Antenne haten, a fréi Handyen kleng Antennen haten?Firwat hu mir elo keng Antennen?
Gutt, et ass net datt mir keng Antennen brauchen;et ass, datt eis Antennen ëmmer méi kleng ginn.
No de Charakteristiken vun der Antenne soll d'Längt vun der Antenne proportional zu der Wellelängt sinn, ongeféier tëscht 1/10 ~ 1/4
Wéi d'Zäit ännert, gëtt d'Kommunikatiounsfrequenz vun eisen Handyen méi héich, an d'Wellelängt gëtt ëmmer méi kuerz, an d'Antenne wäert och méi séier ginn.
Millimeter-Welle Kommunikatioun, d'Antenne gëtt och Millimeter-Niveau
Dëst bedeit datt d'Antenne ganz an den Handy a souguer e puer Antennen agesat ka ginn.
Dëst ass den drëtte Schlëssel vum 5G
Massive MIMO (Multi-Antenne Technologie)
MIMO, dat heescht Multiple-Input, Multiple-Output.
An der LTE Ära hu mir scho MIMO, awer d'Zuel vun den Antennen ass net ze vill, an et kann nëmme gesot ginn datt et déi fréier Versioun vu MIMO ass.
An der 5G Ära gëtt MIMO Technologie eng verstäerkte Versioun vu Massive MIMO.
En Handy ka mat Multiple Antennen gestoppt ginn, fir net Zelltuerm ze ernimmen.
An der viregter Basisstatioun waren et just e puer Antennen.
An der 5G Ära gëtt d'Zuel vun den Antennen net duerch Stécker gemooss, mee duerch d'"Array" Antennenarray.
D'Antenne sollen awer net ze no beienee sinn.
Wéinst de Charakteristike vun den Antennen erfuerdert e Multi-Antenne-Array datt d'Distanz tëscht den Antennen iwwer d'Halschent Wellelängt soll gehale ginn.Wa se ze no kommen, stéieren se sech mateneen an beaflossen d'Iwwerdroung an d'Empfang vun Signaler.
Wann d'Basisstatioun e Signal iwwerdréit, ass et wéi eng Glühbir.
D'Signal gëtt an d'Ëmgéigend ausgestraalt.Fir d'Liicht ass natierlech de ganze Raum ze beliichten.Wann nëmmen e bestëmmte Gebitt oder Objet ze illustréieren, gëtt de gréissten Deel vum Liicht verschwonnen.
D'Basisstatioun ass déiselwecht;vill Energie a Ressourcen verschwenden.
Also, wa kënne mir eng onsichtbar Hand fannen fir dat verspreet Liicht ze verbannen?
Dëst spuert net nëmmen Energie, mee garantéiert och datt d'Beliichtungsfläch genuch Liicht huet.
D'Äntwert ass jo.
Dëst assBeamforming
Beamforming oder raimlech Filterung ass eng Signalveraarbechtungstechnik déi a Sensorarrays benotzt gëtt fir Richtungssignaliwwerdroung oder Empfang.Dëst gëtt erreecht andeems Elementer an enger Antennearray kombinéiert ginn, sou datt Signaler a bestëmmte Winkelen konstruktiv Interferenz erliewen, während anerer destruktiv Interferenz erliewen.Beamforming ka souwuel um Sendungs- a Empfangsend benotzt ginn fir raimlech Selektivitéit z'erreechen.
Dës raimlech Multiplexing Technologie huet sech vun der omnidirektionaler Signalofdeckung op präzis Richtungsservicer geännert, wäert net tëscht Trägere am selwechte Raum stéieren fir méi Kommunikatiounslinks ze bidden, d'Basisstatiounsservicekapazitéit wesentlech verbesseren.
Am aktuellen mobilen Netzwierk, och wann zwee Leit sech géigesäiteg ruffen, ginn d'Signaler duerch Basisstatiounen weidergeleet, dorënner Kontrollsignaler an Datepäck.
Awer an der 5G Ära ass dës Situatioun net onbedéngt de Fall.
Déi fënneft bedeitend Feature vum 5G -D 2 Dass Apparat zu Apparat.
An der 5G Ära, wann zwee Benotzer ënner der selwechter Basisstatioun matenee kommunizéieren, ginn hir Donnéeën net méi iwwer d'Basisstatioun weidergeleet, mee direkt op den Handy.
Op dës Manéier spuert et vill Loftressourcen a reduzéiert den Drock op der Basisstatioun.
Awer wann Dir mengt Dir musst net op dës Manéier bezuelen, da sidd Dir falsch.
D'Kontrollmeldung muss och vun der Basisstatioun goen;Dir benotzt d'Spektrum Ressourcen.Wéi konnten d'Operateuren Iech lass loossen?
Kommunikatioun Technologie ass net mysteriéis;wéi d'Kroun Bijou vun Kommunikatioun Technologie, 5 G ass net eng unreachable Innovatioun Revolutioun Technologie;et ass méi d'Evolutioun vun der existéierender Kommunikatiounstechnologie.
Wéi en Expert gesot huet -
D'Limite vun der Kommunikatiounstechnologie sinn net limitéiert op technesch Aschränkungen, mee Inferenzen baséiert op rigoréis Mathematik, déi onméiglech ass kuerz ze briechen.
A wéi d'Potenzial vun der Kommunikatioun am Kader vun de wëssenschaftleche Prinzipien weider ze entdecken ass déi onermiddlech Verfollegung vu ville Leit an der Kommunikatiounsindustrie.
Post Zäit: Jun-02-2021