2021. gadā globālā 5G tīkla izbūve un attīstība ir guvusi lielus sasniegumus.Saskaņā ar GSA augustā publiskotajiem datiem vairāk nekā 175 operatori vairāk nekā 70 valstīs un reģionos ir uzsākuši 5G komerciālos pakalpojumus.Ir 285 operatori, kas investē 5G.Ķīnas 5G būvniecības temps ir pasaules priekšgalā.5G bāzes staciju skaits Ķīnā ir pārsniedzis vienu miljonu, sasniedzot satriecošus 1159000, kas veido vairāk nekā 70% no pasaules.Citiem vārdiem sakot, uz katrām trim 5G bāzes stacijām pasaulē divas atrodas Ķīnā.
5G bāzes stacija
Nepārtraukta 5G tīkla infrastruktūras uzlabošana ir paātrinājusi 5G piezemēšanos patērētāju internetā un industriālajā internetā.Īpaši vertikālajā nozarē Ķīnā ir vairāk nekā 10 000 5G lietojumu gadījumu, kas aptver daudzas jomas, piemēram, rūpniecisko ražošanu, enerģiju un enerģiju, ostas, raktuves, loģistiku un transportu.
Nav šaubu, ka 5G ir kļuvis par asu ieroci pašmāju uzņēmumu digitālajai transformācijai un dzinējspēku kvalitatīvai digitālās ekonomikas attīstībai visā sabiedrībā.
Tomēr, lai gan 5G lietojumprogrammas tiek paātrinātas, mēs atklāsim, ka esošā 5G tehnoloģija ir sākusi parādīt "nekompetences" stāvokli dažos īpašos nozares lietojumu scenārijos.Ātruma, jaudas, aizkaves un uzticamības ziņā tas nevar izpildīt 100% no scenārija prasībām.
Kāpēc?Vai 5G, ko cilvēki ļoti gaida, joprojām ir grūti uzņemties lielu atbildību?
Protams, nē.Galvenais iemesls, kāpēc 5G ir "neadekvāts", ir tas, ka mēs izmantojam tikai "pusi 5G".
Es uzskatu, ka daudzi cilvēki zina, ka, lai gan 5G standarts ir vienīgais, ir divas frekvenču joslas.Vienu sauc par joslu zem 6 GHz, un frekvenču diapazons ir zem 6 GHz (precīzi, zem 7,125 GHz).Otru sauc par milimetru viļņu joslu, un frekvenču diapazons pārsniedz 24 GHz.
Divu frekvenču joslu diapazonu salīdzinājums
Pašlaik Ķīnā ir komerciāli pieejama tikai 5G zem 6 GHz joslas, un nav komerciālas milimetru viļņu joslas.Tāpēc visa 5G enerģija nav pilnībā atbrīvota.
Milimetru viļņa tehniskās priekšrocības
Lai gan 5G zem 6 GHz joslā un 5G milimetru viļņu joslā ir 5G, veiktspējas raksturlielumos ir lielas atšķirības.
Saskaņā ar zināšanām vidusskolas fizikas mācību grāmatās, jo augstāka ir bezvadu elektromagnētiskā viļņa frekvence, jo īsāks ir viļņa garums un sliktāka difrakcijas spēja.Turklāt, jo augstāka ir frekvence, jo lielāks ir iespiešanās zudums.Tāpēc milimetru viļņu joslas 5G pārklājums ir acīmredzami vājāks nekā pirmais.Tas ir galvenais iemesls, kāpēc Ķīnā pirmo reizi nav komerciāla milimetru viļņa, un tas ir arī iemesls, kāpēc cilvēki apšauba milimetru vilni.
Patiesībā šīs problēmas dziļi iesakņojusies loģika un patiesība nav gluži tāda pati kā ikviena iztēle.Citiem vārdiem sakot, mums patiesībā ir daži nepareizi aizspriedumi par milimetru viļņiem.
Pirmkārt, no tehnoloģiju viedokļa mums ir jāpanāk vienprātība, tas ir, ja esošajā komunikācijas pamata teorijā netiks veiktas revolucionāras izmaiņas, ja mēs vēlamies būtiski uzlabot tīkla ātrumu un joslas platumu, mēs varam tikai panākt. spektra problēma.
Bagātīgāka spektra resursu meklēšana no augstākām frekvenču joslām ir neizbēgama izvēle mobilo sakaru tehnoloģiju attīstībai.Tas attiecas uz milimetru viļņiem tagad un teraherciem, ko nākotnē var izmantot 6G.
Milimetru viļņu spektra shematiskā diagramma
Pašlaik zem 6 GHz joslas maksimālais joslas platums ir 100 MHz (pat 10 MHz vai 20 MHz dažviet ārzemēs).Ir pārāk grūti sasniegt ātrumu 5Gbps vai pat 10Gbps.
5G milimetru viļņu josla sasniedz 200mhz-800mhz, kas ievērojami atvieglo augstāk minēto mērķu sasniegšanu.
Pirms neilga laika, 2021. gada augustā, Qualcomm sadarbojās ar ZTE, lai Ķīnā pirmo reizi izveidotu 5G SA dubulto savienojumu (nr-dc).Pamatojoties uz 200MHz nesēja kanālu 26GHz milimetru viļņu joslā un 100MHz joslas platumu 3,5GHz joslā, Qualcomm strādāja kopā, lai sasniegtu viena lietotāja lejupsaites maksimālo ātrumu, kas pārsniedz 2,43 gbps.
Abi uzņēmumi izmanto arī nesēju apkopošanas tehnoloģiju, lai sasniegtu viena lietotāja lejupsaites maksimālo ātrumu, kas pārsniedz 5 Gbps, pamatojoties uz četriem 200 MHz nesēja kanāliem 26 GHz milimetru viļņu joslā.
Šā gada jūnijā MWC Barselonas izstādē Qualcomm sasniedza maksimālo ātrumu līdz 10,5 Gbps, izmantojot Xiaolong X65, 8 kanālu agregāciju, kuras pamatā ir n261 milimetru viļņu josla (viena nesēja joslas platums 100 MHz) un 100 MHz n7 joslas platums 7.Šis ir ātrākais mobilo sakaru ātrums nozarē.
Šo efektu var sasniegt ar viena nesēja joslas platumu 100MHz un 200MHz.Nākotnē, pamatojoties uz viena nesēja 400MHz un 800MHz, tas neapšaubāmi sasniegs ātrumu, kas ievērojami pārsniedz 10Gbps!
Papildus ievērojamajam ātruma pieaugumam vēl viena milimetru viļņa priekšrocība ir mazāka aizkave.
Apakšnesēja atstatuma dēļ 5G milimetru viļņa aizkave var būt viena ceturtdaļa no zem 6 GHz.Saskaņā ar testa pārbaudi,
5G milimetru viļņa gaisa saskarnes aizkave var būt 1 ms, un turp un atpakaļ aizkave var būt 4 ms, kas ir lieliski.
Trešā milimetru viļņa priekšrocība ir tā mazais izmērs.
Milimetru viļņa viļņa garums ir ļoti īss, tāpēc tā antena ir ļoti īsa.Tādā veidā milimetru viļņu iekārtu apjomu var vēl vairāk samazināt, un tam ir augstāka integrācijas pakāpe.Ražotājiem ir mazākas grūtības izstrādāt produktus, kas veicina bāzes staciju un termināļu miniaturizāciju.
Milimetru viļņu antena (dzeltenās daļiņas ir antenas oscilatori)
Blīvāki liela mēroga antenu bloki un vairāk antenu oscilatoru arī ir ļoti izdevīgi staru kūļa formēšanas pielietošanai.Milimetru viļņu antenas stars var atskaņot tālāk, un tam ir spēcīgāka prettraucējumu spēja, kas palīdz kompensēt pārklājuma trūkumu.
Jo vairāk oscilatoru, jo šaurāks ir stars un garāks attālums
Ceturtā milimetru viļņa priekšrocība ir tā augstas precizitātes pozicionēšanas spēja.
Bezvadu sistēmas pozicionēšanas spēja ir cieši saistīta ar tās viļņa garumu.Jo īsāks viļņa garums, jo augstāka pozicionēšanas precizitāte.
Milimetru viļņu pozicionēšana var būt precīza līdz centimetra līmenim vai pat zemāka.Tāpēc daudzas automašīnas tagad izmanto milimetru viļņu radaru.
Runājot par milimetru viļņa priekšrocībām, atgriezīsimies un runāsim par milimetru viļņa trūkumiem.
Jebkurai (komunikācijas) tehnoloģijai ir savas priekšrocības un trūkumi.Milimetru viļņa trūkums ir vāja iespiešanās spēja un īss pārklājums.
Iepriekš mēs minējām, ka milimetru vilnis var palielināt pārklājuma attālumu, uzlabojot staru kūli.Citiem vārdiem sakot, liela skaita antenu enerģija tiek koncentrēta noteiktā virzienā, lai uzlabotu signālu noteiktā virzienā.
Tagad milimetru vilnis izmanto augsta pastiprinājuma virziena bloka antenu, lai risinātu mobilitātes izaicinājumus, izmantojot vairāku staru tehnoloģiju.Saskaņā ar praktiskiem rezultātiem analogā staru kūļa veidošanas atbalsta šaurais stars var efektīvi pārvarēt ievērojamo ceļa zudumu frekvenču joslā virs 24 GHz.
Augsta pastiprinājuma virziena antenu bloks
Papildus staru kūļa veidošanai milimetru viļņu vairāku staru kūlis var arī labāk realizēt staru kūļa pārslēgšanu, staru vadību un staru kūļa izsekošanu.
Staru pārslēgšana nozīmē, ka terminālis var izvēlēties piemērotākus staru kūļus saprātīgai pārslēgšanai nepārtraukti mainīgā vidē, lai panāktu labāku signāla efektu.
Stara vadība nozīmē, ka terminālis var mainīt augšupsaites stara virzienu, lai tas atbilstu krītošajam stara virzienam no gnodeb.
Staru izsekošana nozīmē, ka terminālis var atšķirt dažādus starus no gnodeb.Stars var kustēties līdz ar termināļa kustību, lai panāktu spēcīgu antenas pastiprinājumu.
Milimetru viļņu uzlabotā staru kūļa pārvaldības spēja var efektīvi uzlabot signāla uzticamību un panākt spēcīgāku signāla pastiprinājumu.
Milimetru vilnis var arī pieņemt ceļu dažādību, lai risinātu bloķēšanas problēmu, izmantojot vertikālo un horizontālo daudzveidību.
Ceļu daudzveidības simulācijas efekta demonstrēšana
Termināļa pusē termināla antenas dažādība var arī uzlabot signāla uzticamību, atvieglot roku bloķēšanas problēmu un samazināt ietekmi, ko rada lietotāja nejaušā orientācija.
Termināla daudzveidības simulācijas efekta demonstrēšana
Rezumējot, padziļināti izpētot milimetru viļņu atstarošanas tehnoloģiju un ceļu daudzveidību, milimetru viļņu pārklājums ir ievērojami uzlabots un bezredzes (NLOS) pārraide ir realizēta, izmantojot progresīvāku vairāku staru tehnoloģiju.Tehnoloģiju ziņā milimetru vilnis ir atrisinājis iepriekšējo vājo vietu un kļuvis arvien nobriedušāks, kas var pilnībā apmierināt komerciālo pieprasījumu.
Runājot par rūpniecisko ķēdi, 5Gmilimetru vilnis ir arī daudz nobriedušāks, nekā jūs domājat.
Pagājušajā mēnesī Ķīnas Unicom pētniecības institūta bezvadu tehnoloģiju pētniecības centra direktors Fučangs Li skaidri norādīja, ka "šobrīd milimetru viļņu nozares ķēdes iespējas ir nobriedušas".
Šanhajas izstādē MWC gada sākumā vietējie operatori arī sacīja: "ar spektra, standartu un nozares atbalstu milimetru vilnis ir panācis pozitīvu komercializācijas progresu. Līdz 2022. gadam 5Gmilimetru vilnim būs liela mēroga komerciāla jauda."
Milimetru viļņu pieteikums ir iesniegts
Pabeidzot milimetru viļņa tehniskās priekšrocības, apskatīsim tā īpašos pielietojuma scenārijus.
Kā mēs visi zinām, vissvarīgākais, lai izmantotu tehnoloģiju, ir "attīstīt stiprās puses un izvairīties no vājajām pusēm".Citiem vārdiem sakot, scenārijā ir jāizmanto tehnoloģija, kas var pilnībā izmantot tās priekšrocības.
5G milimetru viļņa priekšrocības ir ātrums, jauda un laika aizkave.Tāpēc tas ir vispiemērotākais lidostām, stacijām, teātriem, ģimnāzijām un citām blīvi apdzīvotām vietām, kā arī vertikālām nozares ainām, kas ir ļoti jutīgas pret laika aizkavi, piemēram, rūpnieciskā ražošana, tālvadības pults, transportlīdzekļu internets un tā tālāk.
Runājot par konkrētām pielietojuma jomām, virtuālā realitāte, ātrgaitas piekļuve, rūpnieciskā automatizācija, medicīniskā veselība, viedais transports utt. ir visas vietas, kur var izmantot 5G milimetru vilni.
Interneta patēriņam.
Parastajiem individuālajiem lietotājiem vislielāko joslas platuma pieprasījumu rada video, un lielāko aizkaves pieprasījumu rada spēles.VR / AR tehnoloģijai (virtuālā realitāte / paplašinātā realitāte) ir divas prasības attiecībā uz joslas platumu un aizkavi.
Strauji attīstās VR / AR tehnoloģijas, tostarp pēdējā laikā ļoti karstais metavisums, kas arī ir ar tiem cieši saistīts.
Lai iegūtu perfektu ieskaujošu pieredzi un pilnībā novērstu reiboni, VR video izšķirtspējai ir jābūt virs 8K (pat 16K un 32K), un aizkavei jābūt 7 ms robežās.Nav šaubu, ka 5G milimetru vilnis ir vispiemērotākā bezvadu pārraides tehnoloģija.
Qualcomm un Ericsson veica XR testu, pamatojoties uz 5G milimetru viļņu, nodrošinot 90 kadrus sekundē un 2K katram lietotājam × XR pieredzi ar 2K izšķirtspēju, ar aizkavi mazāku par 20ms un vidējo lejupsaites caurlaidspēju, kas lielāka par 50Mbps.
Testa rezultāti liecina, ka tikai viens gnodeb ar sistēmas joslas platumu 100MHz var atbalstīt 5G piekļuvi sešiem XR lietotājiem vienlaikus.Ar 5G funkciju atbalstu nākotnē ir daudzsološāk atbalstīt vairāk nekā 12 lietotāju vienlaicīgu piekļuvi.
XR tests
Vēl viens svarīgs 5G milimetru viļņu virsmas pielietojuma scenārijs C gala patērētājiem ir liela mēroga sporta notikumu tiešraide.
2021. gada februārī Reimonda Džeimsa stadionā notika amerikāņu futbola sezonas fināla "superbļoda".
Ar Qualcomm palīdzību pazīstamais ASV operators Verizon ir uzbūvējis stadionu par ātrāko interneta stadionu pasaulē, izmantojot 5G milimetru viļņu tehnoloģiju.
Sacensību laikā 5G milimetru viļņu tīkls pārvadāja vairāk nekā 4,5 tb no kopējās satiksmes.Dažos gadījumos maksimālais ātrums sasniedza 3 gb/s, kas ir aptuveni 20 reizes lielāks nekā 4G LTE.
Augšupsaites ātruma ziņā šī superbļoda ir pasaulē pirmais nozīmīgais notikums, kas izmanto 5G milimetru viļņu augšupsaites pārraidi.Milimetru viļņu rāmja struktūra ir elastīga, un augšupsaites un lejupsaites kadru attiecību var pielāgot, lai sasniegtu lielāku augšupsaites joslas platumu.
Saskaņā ar lauka datiem pat pīķa stundās 5G milimetru vilnis ir par vairāk nekā 50% ātrāks nekā 4G LTE.Izmantojot spēcīgu augšupsaites iespēju, fani var augšupielādēt fotoattēlus un videoklipus, lai dalītos ar brīnišķīgiem spēles mirkļiem.
Verizon ir arī izveidojis lietojumprogrammu, lai atbalstītu fanus, lai vienlaikus varētu skatīties 7 kanālu straumēšanas HD tiešraides spēles, un 7 kameras parāda spēles no dažādiem leņķiem.
2022. gadā Pekinā tiks atklātas 24. ziemas olimpiskās spēles.Tajā laikā būs ne tikai auditorijas mobilo tālruņu pieprasījums pēc piekļuves un trafika, bet arī mediju apraides atgriešanas datu pieprasījums.Jo īpaši daudzkanālu 4K HD video signāls un panorāmas kameras video signāls (izmanto VR skatīšanai) rada nopietnu izaicinājumu mobilo sakaru tīkla augšupsaites joslas platumam.
Reaģējot uz šiem izaicinājumiem, China Unicom plāno aktīvi reaģēt ar 5G milimetru viļņu tehnoloģiju.
Šā gada maijā ZTE, China Unicom un Qualcomm veica pārbaudi.Izmantojot 5G milimetru vilni + lielu augšupsaites kadra struktūru, reāllaikā savākto 8K video saturu var stabili pārsūtīt atpakaļ un visbeidzot veiksmīgi saņemt un atskaņot uztveršanas galā.
Apskatīsim vertikālās nozares pielietojuma scenāriju.
5G milimetru vilnim ir plašākas pielietojuma iespējas tob.
Pirmkārt, iepriekš minēto VR / AR var izmantot arī tob nozarē.
Piemēram, inženieri var veikt attālinātu aprīkojuma pārbaudi dažādās vietās, izmantojot AR, sniegt attālas norādes inženieriem dažādās vietās un veikt preču attālinātu pieņemšanu dažādās vietās.Epidēmijas periodā šīs lietojumprogrammas var palīdzēt uzņēmumiem atrisināt praktiskas problēmas un ievērojami samazināt izmaksas.
Apskatiet video atgriešanas pieteikumu.Tagad daudzās rūpnīcu ražošanas līnijās ir uzstādīts liels skaits kameru, tostarp dažas augstas izšķirtspējas kameras kvalitātes pārbaudei.Šīs kameras uzņem lielu skaitu augstas izšķirtspējas produktu attēlu defektu analīzei.
Piemēram, COMAC šādā veidā veic metāla plaisu analīzi uz izstrādājumu lodēšanas savienojumiem un apsmidzinātām virsmām.Pēc fotoattēlu uzņemšanas tie ir jāaugšupielādē mākoņa vai MEC malas skaitļošanas platformā ar augšupsaites ātrumu 700–800 Mbps.Tam ir 5G milimetru viļņu liela augšupsaites rāmja struktūra, ar kuru var viegli rīkoties.
Vēl viena aina, kas ir cieši saistīta ar 5G milimetru viļņu tehnoloģiju, ir AGV bezpilota transportlīdzeklis.
5G milimetru vilnis atbalsta AGV darbību
AGV patiesībā ir miniatūra bezpilota braukšanas aina.AGV pozicionēšanai, navigācijai, plānošanai un šķēršļu novēršanai ir augstas prasības tīkla aizkavei un uzticamībai, kā arī augstas prasības precīzai pozicionēšanas spējai.Liels skaits AGV reāllaika karšu atjauninājumu arī izvirzīja prasības tīkla joslas platumam.
5G milimetru vilnis var pilnībā atbilst iepriekš minētajām AGV lietošanas scenāriju prasībām.
2020. gada janvārī Ericsson un Audi veiksmīgi pārbaudīja 5G urllc funkciju un praktisku rūpnieciskās automatizācijas lietojumprogrammu, kuras pamatā ir 5G milimetru vilnis, rūpnīcas laboratorijā Kistas pilsētā Zviedrijā.
Tostarp viņi kopīgi uzbūvēja robotu bloku, kuru savieno 5G milimetru vilnis.
Kā parādīts attēlā iepriekš, kad robota roka veido stūri, lāzera aizkars var aizsargāt robota bloka atveres pusi.Ja rūpnīcas darbinieki pieķersies, pamatojoties uz 5G urllc augsto uzticamību, robots nekavējoties pārtrauks darboties, lai izvairītos no darbinieku savainojumiem.
Šī tūlītējā reakcija, lai nodrošinātu uzticamību, nav iespējama tradicionālajā Wi-Fi vai 4G tīklā.
Iepriekš minētais piemērs ir tikai daļa no 5G milimetru viļņa lietojumprogrammas scenārija.Papildus industriālajam internetam 5G milimetru vilnis ir spēcīgs attālinātajā ķirurģijā viedajā medicīnā un bez vadītājiem transportlīdzekļu internetā.
Kā progresīva tehnoloģija ar daudzām priekšrocībām, piemēram, lielu ātrumu, lielu ietilpību, zemu laika aizkavi, augstu uzticamību un augstu pozicionēšanas precizitāti, 5G milimetru vilnis ir piesaistījis plašu uzmanību no visām dzīves jomām.
Secinājums
21. gadsimts ir datu gadsimts.
Datos ietverto milzīgo komerciālo vērtību ir atzinusi pasaule.Mūsdienās gandrīz visas nozares meklē attiecības starp sevi un datiem un piedalās datu vērtības ieguvē.
Savienojamības tehnoloģijas, ko pārstāv 5Gun skaitļošanas tehnoloģijas, ko pārstāv mākoņdatošana, lielie dati un mākslīgais intelekts, ir neaizstājami rīki datu vērtības ieguvei.
Pilnīga 5G izmantošana, īpaši milimetru viļņu joslā, ir līdzvērtīga digitālās transformācijas "zelta atslēgas" apgūšanai, kas var ne tikai realizēt ražīguma inovācijas lēcienu, bet arī būt neuzvarama sīvajā konkurencē nākotnē.
Vārdu sakot, 5G tehnoloģija un nozaremilimetru vilnis ir pilnībā nobrieduši.Ar pieteikumu5Grūpniecība pakāpeniski ienāk dziļūdens zonā, mums vajadzētu pastiprināt iekšzemes komerciālo nosēšanos5Gmilimetru vilnis un realizēt koordinētu sub-6 un milimetru viļņu attīstību.
Izlikšanas laiks: 2021. gada 14. decembris
