2021 metais pasaulinio 5G tinklo kūrimas ir plėtra pasiekė didelių laimėjimų.Remiantis GSA rugpjūčio mėn. paskelbtais duomenimis, daugiau nei 175 operatoriai daugiau nei 70 šalių ir regionų pradėjo teikti 5G komercines paslaugas.Į 5G investuoja 285 operatoriai.Kinijos 5G statybos tempas yra pasaulio priešakyje.5G bazinių stočių skaičius Kinijoje viršijo milijoną ir pasiekė stulbinančius 1159000, o tai sudaro daugiau nei 70% pasaulio.Kitaip tariant, kiekvienai trims 5G bazinėms stotims pasaulyje dvi yra Kinijoje.
5G bazinė stotis
Nuolatinis 5G tinklo infrastruktūros tobulinimas paspartino 5G nusileidimą vartotojų ir pramoniniame internete.Ypač vertikalioje pramonėje Kinijoje yra daugiau nei 10 000 5G taikymo atvejų, apimančių daugelį sričių, tokių kaip pramoninė gamyba, energija ir energija, uostai, kasyklos, logistika ir transportas.
Neabejotina, kad 5G tapo aštriu ginklu šalies įmonių skaitmeninei transformacijai ir aukštos kokybės skaitmeninės ekonomikos plėtros varikliu visoje visuomenėje.
Tačiau, nors 5G programos yra paspartintos, pamatysime, kad esama 5G technologija pradėjo rodyti „nekompetencijos“ būseną kai kuriuose specialiuose pramonės taikymo scenarijuose.Kalbant apie greitį, pajėgumą, vėlavimą ir patikimumą, jis negali atitikti 100% scenarijaus reikalavimų.
Kodėl?Ar 5G, kurio žmonės labai laukia, vis dar sunku būti didelė atsakomybė?
Žinoma ne.Pagrindinė priežastis, kodėl 5G yra „neadekvatus“, yra ta, kad naudojame tik „pusę 5G“.
Manau, kad daugelis žmonių žino, kad nors 5G standartas yra vienintelis, yra dvi dažnių juostos.Viena vadinama žemesnio nei 6 GHz juosta, o dažnių diapazonas yra mažesnis nei 6 GHz (tiksliai, žemiau 7,125 GHz).Kita vadinama milimetrinių bangų juosta, o dažnių diapazonas yra didesnis nei 24 GHz.
Dviejų dažnių juostų diapazono palyginimas
Šiuo metu Kinijoje galima įsigyti tik 5G žemesnės nei 6 GHz juostos, o komercinės milimetrinės bangos juostos nėra.Todėl visa 5G energija nebuvo visiškai išleista.
Techniniai milimetrinės bangos pranašumai
Nors 5G žemesnėje nei 6 GHz juostoje ir 5G milimetrų bangų juostoje yra 5G, veikimo charakteristikos labai skiriasi.
Remiantis vidurinės mokyklos fizikos vadovėlių žiniomis, kuo didesnis belaidės elektromagnetinės bangos dažnis, tuo trumpesnis bangos ilgis ir prastesnė difrakcijos galimybė.Be to, kuo didesnis dažnis, tuo didesnis prasiskverbimo praradimas.Todėl milimetrinių bangų juostos 5G aprėptis yra akivaizdžiai silpnesnė nei pirmoji.Tai yra pagrindinė priežastis, kodėl Kinijoje pirmą kartą nėra komercinės milimetrinės bangos, taip pat dėl šios priežasties žmonės abejoja milimetrine banga.
Tiesą sakant, giliai įsišaknijusi šios problemos logika ir tiesa nėra tokia pati, kaip kiekvieno įsivaizduoja.Kitaip tariant, mes iš tikrųjų turime tam tikrų klaidingų išankstinių nuostatų dėl milimetrų bangų.
Visų pirma, žvelgiant iš technologijų perspektyvos, turime pasiekti konsensusą, t. y. esant prielaidai, kad esamoje pagrindinėje komunikacijos teorijoje nebus revoliucinių pokyčių, jei norime dar labiau pagerinti tinklo spartą ir pralaidumą, galime tik spektro problema.
Turtingesnių spektro išteklių ieškojimas aukštesnių dažnių juostose yra neišvengiamas pasirinkimas kuriant mobiliojo ryšio technologijas.Tai galioja milimetrinėms bangoms dabar ir terahercams, kurie ateityje gali būti naudojami 6G.
Scheminė milimetrinių bangų spektro diagrama
Šiuo metu žemesnio nei 6 GHz juostos maksimalus dažnių juostos plotis yra 100 MHz (net 10 MHz arba 20 MHz kai kuriose vietose užsienyje).Per sunku pasiekti 5 Gbps ar net 10 Gbps spartą.
5G milimetrų bangų juosta siekia 200mhz-800mhz, todėl aukščiau išvardintus tikslus pasiekti daug lengviau.
Neseniai, 2021 m. rugpjūčio mėn., „Qualcomm“ susijungė su ZTE, kad Kinijoje pirmą kartą būtų sukurtas 5G SA dvigubas ryšys (nr-dc).Remiantis 200 MHz nešiklio kanalu 26 GHz milimetrų bangų juostoje ir 100 MHz dažnių juostos pločiu 3,5 GHz dažnių juostoje, „Qualcomm“ dirbo kartu, kad pasiektų vieno vartotojo didžiausią spartą, viršijančią 2,43 Gbps.
Abi bendrovės taip pat naudoja operatoriaus agregavimo technologiją, kad pasiektų vieno vartotojo didžiausią spartą, viršijančią 5 Gbps, remiantis keturiais 200 MHz nešiklio kanalais 26 GHz milimetrų bangų juostoje.
Šių metų birželį parodoje MWC Barcelona Qualcomm pasiekė didžiausią iki 10,5 Gbps spartą, naudodama Xiaolong X65, 8 kanalų agregaciją, pagrįstą n261 milimetro bangų juosta (vieno nešiklio dažnių juostos plotis 100MHz) ir 100MHz 7 juostos plotį.Tai greičiausias korinio ryšio greitis pramonėje.
Tokį efektą gali pasiekti vieno nešiklio 100MHz ir 200MHz dažnių juostos plotis.Ateityje, remiantis vienu nešikliu 400MHz ir 800MHz, jis neabejotinai pasieks spartą, gerokai viršijančią 10Gbps!
Be reikšmingo greičio padidėjimo, kitas milimetrinės bangos pranašumas yra mažesnis delsimas.
Dėl antrinio nešlio atstumo 5G milimetrinės bangos delsa gali būti ketvirtadaliu mažesnė nei 6 GHz.Remiantis bandymo patikra,
5G milimetrinės bangos oro sąsajos delsa gali būti 1 ms, o kelionės pirmyn ir atgal vėlavimas gali būti 4 ms, o tai yra puiku.
Trečias milimetrinės bangos privalumas – mažas dydis.
Milimetrinės bangos bangos ilgis yra labai trumpas, todėl jos antena yra labai trumpa.Tokiu būdu milimetrinių bangų įrangos tūris gali būti dar labiau sumažintas ir turi didesnį integracijos laipsnį.Sumažėja gamintojų sunkumų kuriant gaminius, o tai skatina bazinių stočių ir terminalų miniatiūrizavimą.
Milimetrinės bangos antena (geltonos dalelės yra antenos osciliatoriai)
Tankesnės didelio masto antenų matricos ir daugiau antenų generatorių taip pat yra labai naudingi spindulio formavimui.Milimetrinės bangos antenos spindulys gali veikti toliau ir turi stipresnę apsaugą nuo trukdžių, o tai padeda kompensuoti aprėpties trūkumą.
Kuo daugiau osciliatorių, tuo siauresnis spindulys ir didesnis atstumas
Ketvirtasis milimetrinės bangos pranašumas yra jos didelio tikslumo padėties nustatymas.
Belaidės sistemos padėties nustatymo galimybės yra glaudžiai susijusios su jos bangos ilgiu.Kuo trumpesnis bangos ilgis, tuo didesnis padėties nustatymo tikslumas.
Milimetrinės bangos padėties nustatymas gali būti tikslus iki centimetro lygio arba net žemiau.Štai kodėl daugelis automobilių dabar naudoja milimetrinių bangų radarus.
Išsakę milimetrinės bangos pranašumus, grįžkime atgal ir pakalbėkime apie milimetrinės bangos trūkumus.
Bet kuri (komunikacinė) technologija turi savų privalumų ir trūkumų.Milimetrinės bangos trūkumas yra silpnas skverbimasis ir trumpa aprėptis.
Anksčiau minėjome, kad milimetrinė banga gali padidinti aprėpties atstumą, sustiprindama pluoštą.Kitaip tariant, daugybės antenų energija yra sutelkta tam tikra kryptimi, kad būtų sustiprintas signalas tam tikra kryptimi.
Dabar milimetrinė banga naudoja didelio stiprinimo krypties matricos anteną, kad atitiktų mobilumo iššūkį naudojant kelių spindulių technologiją.Remiantis praktiniais rezultatais, analoginis pluošto formavimas, palaikantis siaurą spindulį, gali veiksmingai įveikti didelį kelio praradimą dažnių juostoje, viršijančioje 24 GHz.
Didelio stiprumo kryptinės antenos matrica
Be spindulio formavimo, milimetrinės bangos kelių spindulių pluoštas taip pat gali geriau perjungti pluoštą, nukreipti pluoštą ir sekti pluoštą.
Spindulio perjungimas reiškia, kad terminalas gali pasirinkti tinkamesnius pluoštus, kad būtų galima pagrįstai perjungti nuolat besikeičiančioje aplinkoje, kad būtų pasiektas geresnis signalo efektas.
Spindulio valdymas reiškia, kad terminalas gali pakeisti aukštyn siunčiamo ryšio pluošto kryptį, kad ji atitiktų krintančio pluošto kryptį iš gnodeb.
Spindulio sekimas reiškia, kad terminalas gali atskirti skirtingus pluoštus nuo gnodeb.Spindulys gali judėti judant terminalui, kad būtų pasiektas stiprus antenos stiprinimas.
Milimetrinės bangos patobulintos spindulio valdymo galimybės gali veiksmingai pagerinti signalo patikimumą ir pasiekti stipresnį signalo stiprinimą.
Milimetrinė banga taip pat gali pritaikyti kelių įvairovę, kad išspręstų blokavimo problemą per vertikalią ir horizontalią įvairovę.
Kelių įvairovės modeliavimo efekto demonstravimas
Terminalo pusėje terminalo antenos įvairovė taip pat gali pagerinti signalo patikimumą, palengvinti rankos blokavimo problemą ir sumažinti poveikį, kurį sukelia atsitiktinė vartotojo orientacija.
Terminalo įvairovės modeliavimo efekto demonstravimas
Apibendrinant galima teigti, kad nuodugniai ištyrus milimetrinių bangų atspindžio technologiją ir kelių įvairovę, milimetrinių bangų aprėptis buvo labai patobulinta, o perdavimas be matymo linijos (NLOS) buvo įgyvendintas naudojant pažangesnę kelių spindulių technologiją.Kalbant apie technologijas, milimetrinė banga išsprendė ankstesnę kliūtį ir tapo vis labiau subrendusi, o tai gali visiškai patenkinti komercinį poreikį.
Kalbant apie pramoninę grandinę, 5Gmilimetrinė banga taip pat yra daug brandesnė, nei manote.
Praėjusį mėnesį „China Unicom“ tyrimų instituto belaidžių technologijų tyrimų centro direktorius Fuchangas Li aiškiai pasakė, kad „šiuo metu milimetrinių bangų pramonės grandinės galimybės jau subrendusios“.
Metų pradžioje vykusioje parodoje MWC Šanchajus šalies operatoriai taip pat sakė: „Pagal spektrą, standartus ir pramonę milimetrinė banga padarė teigiamą komercializavimo pažangą. Iki 2022 m. 5Gmilimetrinė banga turės didelio masto komercinius pajėgumus.
Milimetrinės bangos paraiška paduota
Baigę techninius milimetrinės bangos pranašumus, pažvelkime į konkrečius jos taikymo scenarijus.
Kaip visi žinome, svarbiausia naudoti technologijas yra „išvystyti stipriąsias puses ir vengti silpnybių“.Kitaip tariant, scenarijuje turėtų būti naudojama technologija, kuri gali visiškai išnaudoti jos pranašumus.
5G milimetrinės bangos pranašumai yra greitis, talpa ir laiko delsa.Todėl jis labiausiai tinka oro uostuose, stotyse, teatruose, gimnazijose ir kitose tankiai apgyvendintose vietose, taip pat vertikaliose pramonės scenose, kurios yra labai jautrios laiko vėlavimui, pavyzdžiui, pramoninės gamybos, nuotolinio valdymo, transporto priemonių interneto ir pan.
Kalbant apie konkrečias taikymo sritis, virtualioji realybė, didelės spartos prieiga, pramoninė automatika, medicininė sveikata, išmanusis transportas ir kt. yra vietos, kuriose galima naudoti 5G milimetrines bangas.
Dėl interneto vartojimo.
Paprastiems individualiems vartotojams didžiausią pralaidumo poreikį sudaro vaizdo įrašai, o didžiausią delsos poreikį – žaidimai.VR / AR technologija (virtuali realybė / papildyta realybė) turi dvigubus pralaidumo ir delsos reikalavimus.
VR / AR technologija sparčiai vystosi, įskaitant pastaruoju metu labai karštą metavisatą, kuri taip pat yra glaudžiai susijusi su jomis.
Kad gautumėte tobulą įtraukiantį potyrį ir visiškai pašalintumėte galvos svaigimą, VR vaizdo raiška turi būti didesnė nei 8K (net 16K ir 32K), o delsa turi neviršyti 7 ms.Neabejotina, kad 5G milimetrinė banga yra tinkamiausia belaidžio perdavimo technologija.
„Qualcomm“ ir „Ericsson“ atliko XR testą, pagrįstą 5G milimetrine banga, kiekvienam vartotojui atnešdami 90 kadrų per sekundę ir 2K vaizdą × XR patirtį su 2K raiška, su mažesne nei 20 ms delsa ir didesniu nei 50 Mbps vidutiniu žemyn nukreiptu pralaidumu.
Bandymo rezultatai rodo, kad tik vienas gnodeb, kurio sistemos pralaidumas yra 100 MHz, vienu metu gali palaikyti šešių XR vartotojų 5G prieigą.Ateityje palaikant 5G funkcijas, perspektyviau bus palaikyti daugiau nei 12 vartotojų vienu metu prieigą.
XR testas
Kitas svarbus 5G milimetrų bangos paviršiaus taikymo scenarijus C klasės vartotojams yra tiesioginė didelio masto sporto renginių transliacija.
2021 metų vasarį Raymondo Jameso stadione vyko amerikietiškojo futbolo sezono finalo „super dubenėlis“.
Padedama „Qualcomm“, žinoma JAV operatorė „Verizon“, naudodama 5G milimetrinių bangų technologiją, pastatė stadioną į greičiausią interneto stadioną pasaulyje.
Varžybų metu 5G milimetrinių bangų tinklas pernešė daugiau nei 4,5 tb viso srauto.Kai kuriais atvejais didžiausias greitis siekė 3 gbps, maždaug 20 kartų daugiau nei 4G LTE.
Kalbant apie uplink greitį, šis super dubuo yra pirmasis pasaulyje svarbus įvykis, naudojant 5G milimetrų bangos aukštyn ryšį.Milimetrinės bangos rėmo struktūra yra lanksti, o aukštyn ir žemyn nukreiptą kadrų santykį galima reguliuoti, kad būtų pasiektas didesnis aukštyn nukreipto ryšio dažnių juostos plotis.
Remiantis lauko duomenimis, net piko valandomis 5G milimetrinė banga yra daugiau nei 50% greitesnė nei 4G LTE.Pasitelkę stiprią uplink funkciją, gerbėjai gali įkelti nuotraukas ir vaizdo įrašus, kad galėtų pasidalinti nuostabiomis žaidimo akimirkomis.
„Verizon“ taip pat sukūrė programą, padedančią gerbėjams tuo pačiu metu žiūrėti 7 kanalų transliuojamus HD žaidimus, o 7 kameros pateikia žaidimus skirtingais kampais.
2022 metais Pekine bus atidarytos 24-osios žiemos olimpinės žaidynės.Tuo metu bus ne tik auditorijos mobiliųjų telefonų atnešama prieigos ir srauto paklausa, bet ir žiniasklaidos transliacijų atnešama grįžtamųjų duomenų paklausa.Visų pirma, kelių kanalų 4K HD vaizdo signalas ir panoraminės kameros vaizdo signalas (naudojamas VR peržiūrai) kelia rimtą iššūkį mobiliojo ryšio tinklo uplink pralaidumui.
Reaguodama į šiuos iššūkius, „China Unicom“ planuoja aktyviai reaguoti naudodama 5G milimetrinių bangų technologiją.
Šių metų gegužę ZTE, China Unicom ir Qualcomm atliko bandymą.Naudojant 5G milimetrų bangą + didelę uplink kadro struktūrą, realiu laiku surinktas 8K vaizdo turinys gali būti stabiliai perduodamas atgal, o galiausiai sėkmingai priimtas ir atkuriamas priėmimo gale.
Pažvelkime į vertikalios pramonės taikymo scenarijų.
5G milimetrinė banga turi platesnę taikymo perspektyvą tob.
Visų pirma, aukščiau paminėtas VR / AR taip pat gali būti naudojamas tob pramonėje.
Pavyzdžiui, inžinieriai gali atlikti nuotolinį įrangos patikrinimą įvairiose vietose per AR, nuotoliniu būdu vadovauti inžinieriams įvairiose vietose ir atlikti nuotolinį prekių priėmimą įvairiose vietose.Epidemijos laikotarpiu šios programos gali padėti įmonėms išspręsti praktines problemas ir labai sumažinti išlaidas.
Peržiūrėkite vaizdo įrašo grąžinimo programą.Dabar daugelyje gamyklų gamybos linijų yra įdiegta daug kamerų, įskaitant kai kurias aukštos raiškos kameras, skirtas kokybės patikrinimui.Šios kameros daro daug didelės raiškos gaminio nuotraukų defektų analizei.
Pavyzdžiui, COMAC tokiu būdu atlieka metalo įtrūkimų analizę gaminių litavimo jungtyse ir purškiamuose paviršiuose.Padarius nuotraukas, jas reikia įkelti į debesies arba MEC krašto skaičiavimo platformą, 700–800 Mbps sparta.Jame yra 5G milimetrų bangos didelės uplink rėmo struktūra, kurią galima lengvai valdyti.
Kita scena, glaudžiai susijusi su 5G milimetrinių bangų technologija, yra AGV nepilotuojama transporto priemonė.
5G milimetrinė banga palaiko AGV veikimą
AGV iš tikrųjų yra miniatiūrinė nepilotuojamo vairavimo scena.AGV padėties nustatymui, navigacijai, tvarkaraščių sudarymui ir kliūčių išvengimui keliami aukšti tinklo vėlavimo ir patikimumo reikalavimai, taip pat aukšti reikalavimai tiksliam padėties nustatymui.Daugybė AGV žemėlapių atnaujinimų realiuoju laiku taip pat kelia tinklo pralaidumo reikalavimus.
5G milimetrinė banga gali visiškai atitikti aukščiau nurodytus AGV taikymo scenarijų reikalavimus.
2020 m. sausio mėn. „Ericsson“ ir „Audi“ sėkmingai išbandė 5G urllc funkciją ir praktišką pramonės automatizavimo taikymą, pagrįstą 5G milimetrine banga gamyklos laboratorijoje Kista, Švedijoje.
Tarp jų jie kartu sukonstravo robotą, kurį jungia 5G milimetrinė banga.
Kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, kai roboto ranka padaro vairą, lazerinė uždanga gali apsaugoti atidaromąją roboto bloko pusę.Jei gamyklos darbuotojai prisidės, remdamiesi dideliu 5G urllc patikimumu, robotas nedelsdamas nustos veikti, kad būtų išvengta darbuotojų sužalojimų.
Šis momentinis atsakas, užtikrinantis patikimumą, neįmanomas naudojant tradicinį „Wi-Fi“ ar 4G.
Aukščiau pateiktas pavyzdys yra tik dalis 5G milimetrinės bangos taikymo scenarijaus.Be pramoninio interneto, 5G milimetrų banga yra stipri nuotolinės chirurgijos srityje išmaniojoje medicinoje ir be vairuotojo transporto priemonių internete.
Kaip pažangi technologija, turinti daug privalumų, tokių kaip didelis greitis, didelė talpa, mažas laiko delsimas, didelis patikimumas ir didelis padėties nustatymo tikslumas, 5G milimetrų banga sulaukė didelio visų visuomenės sluoksnių dėmesio.
Išvada
XXI amžius yra duomenų šimtmetis.
Pasaulis pripažino didžiulę duomenų komercinę vertę.Šiais laikais beveik visos pramonės šakos ieško santykių tarp savęs ir duomenų bei dalyvauja duomenų vertės gavyboje.
Ryšio technologijos, atstovaujamos 5Gir kompiuterinės technologijos, atstovaujamos debesų kompiuterijai, dideliems duomenims ir dirbtiniam intelektui, yra būtini įrankiai duomenų vertei gauti.
Visapusiškas 5G išnaudojimas, ypač milimetrinių bangų juostoje, prilygsta skaitmeninės transformacijos „auksinio rakto“ įvaldymui, kuris gali ne tik realizuoti inovacijų šuolį – produktyvumą, bet ir būti nenugalimas aršioje konkurencinėje ateityje.
Žodžiu, 5G technologija ir pramonėmilimetrinė banga visiškai subrendo.Taikant5Gpramonė palaipsniui patenka į giliavandenę zoną, turėtume paspartinti vidaus komercinį nusileidimą5Gmilimetrinė banga ir koordinuotai plėtoti sub-6 ir milimetrines bangas.
Paskelbimo laikas: 2021-12-14
