U 2021. godini izgradnja i razvoj globalne 5G mreže postigla su velika dostignuća.Prema podacima koje je GSA objavila u avgustu, više od 175 operatera u više od 70 zemalja i regija pokrenulo je 5G komercijalne usluge.Postoji 285 operatera koji ulažu u 5G.Tempo izgradnje 5G u Kini je na čelu svijeta.Broj 5G baznih stanica u Kini premašio je milion, dostigavši nevjerovatnih 1159000, što čini više od 70% svijeta.Drugim riječima, na svake tri 5G bazne stanice u svijetu, dvije se nalaze u Kini.
5G bazna stanica
Kontinuirano unapređenje 5G mrežne infrastrukture ubrzalo je ulazak 5G u potrošački internet i industrijski internet.Posebno u vertikalnoj industriji, u Kini postoji više od 10 000 slučajeva 5G aplikacija, koji pokrivaju mnoga područja kao što su industrijska proizvodnja, energija i energija, luke, rudnici, logistika i transport.
Nema sumnje da je 5G postao oštro oružje za digitalnu transformaciju domaćih preduzeća i motor za kvalitetan razvoj digitalne ekonomije u cijelom društvu.
Međutim, dok se 5G aplikacije ubrzavaju, otkrit ćemo da je postojeća 5G tehnologija počela pokazivati stanje "nesposobnosti" u nekim posebnim scenarijima primjene u industriji.Što se tiče brzine, kapaciteta, kašnjenja i pouzdanosti, ne može ispuniti 100% zahtjeva scenarija.
Zašto?Da li je 5G, koji ljudi jako očekuju, i dalje teško biti velika odgovornost?
Naravno da ne.Glavni razlog zašto je 5G "neadekvatan" je taj što koristimo samo "pola 5G".
Vjerujem da mnogi ljudi znaju da iako je 5G standard jedini, postoje dva frekvencijska pojasa.Jedan se zove opseg ispod 6 GHz, a opseg frekvencija je ispod 6 GHz (tačno, ispod 7,125 GHz).Drugi se zove milimetarski talasni opseg, a frekvencijski opseg je iznad 24GHz.
Poređenje opsega dva frekventna opsega
Trenutno je samo 5G opsega ispod 6 GHz komercijalno dostupno u Kini, a ne postoji 5G komercijalnog opsega milimetarskog talasa.Stoga, sva energija 5G nije u potpunosti oslobođena.
Tehničke prednosti milimetarskog talasa
Iako su 5G u opsegu ispod 6 GHz i 5G u opsegu milimetarskih talasa 5G, postoje velike razlike u karakteristikama performansi.
Prema saznanjima u srednjoškolskim udžbenicima fizike, što je veća frekvencija bežičnog elektromagnetnog talasa, to je kraća talasna dužina i lošija difrakciona sposobnost.Štaviše, što je viša frekvencija, to je veći gubitak penetracije.Stoga je 5G pokrivenost milimetarskog talasnog opsega očito slabija od prethodnog.Ovo je glavni razlog zašto prvi put u Kini nema komercijalnog milimetarskog talasa, a to je i razlog zašto ljudi dovode u pitanje milimetarski talas.
Zapravo, duboko usađena logika i istina ovog problema nisu sasvim iste kao svačija mašta.Drugim riječima, zapravo imamo neke pogrešne predrasude o milimetarskim talasima.
Prije svega, iz perspektive tehnologije, moramo imati konsenzus, odnosno, pod pretpostavkom da nema revolucionarnih promjena u postojećoj osnovnoj teoriji komunikacije, ako želimo dalje značajno poboljšati brzinu mreže i propusni opseg, možemo samo napraviti problem na spektru.
Traženje bogatijih resursa spektra iz viših frekvencijskih opsega je neizbježan izbor za razvoj tehnologije mobilne komunikacije.Ovo važi za milimetarske talase sada i teraherce koji bi se mogli koristiti za 6G u budućnosti.
Šematski dijagram milimetarskog talasnog spektra
Trenutno, opseg ispod 6 GHz ima maksimalnu širinu pojasa od 100MHz (čak i 10MHz ili 20MHz na nekim mjestima u inostranstvu).Preteško je postići brzinu od 5Gbps ili čak 10Gbps.
5G milimetarski talasni opseg dostiže 200mhz-800mhz, što znatno olakšava postizanje gore navedenih ciljeva.
Ne tako davno, u avgustu 2021., Qualcomm se udružio sa ZTE-om kako bi po prvi put u Kini realizovao 5G SA dvostruku vezu (nr-dc).Zasnovano na kanalu nosioca od 200MHz u milimetarskom talasnom opsegu od 26GHz i propusnom opsegu od 100MHz u opsegu od 3,5GHz, Qualcomm je radio zajedno kako bi postigao vršnu brzinu veze za jednog korisnika više od 2,43gbps.
Dve kompanije takođe koriste tehnologiju agregacije nosioca da bi postigle vršnu brzinu veze za jednog korisnika više od 5Gbps na osnovu četiri kanala nosioca od 200MHz u milimetarskom talasnom opsegu od 26ghz.
U junu ove godine, na izložbi MWC u Barceloni, Qualcomm je ostvario vršnu brzinu do 10,5 Gbps koristeći Xiaolong X65, 8-kanalnu agregaciju zasnovanu na n261 milimetarskom talasnom opsegu (propusnost jednog nosioca od 100MHz) i propusni opseg od 100MHz n77 u MHz.Ovo je najbrža brzina mobilne komunikacije u industriji.
Propusnost jednog nosioca od 100MHz i 200MHz može postići ovaj efekat.U budućnosti, na bazi jednog nosioca 400MHz i 800MHz, nesumnjivo će postići brzinu koja daleko prelazi 10Gbps!
Pored značajnog povećanja brzine, još jedna prednost milimetarskog talasa je niže kašnjenje.
Zbog razmaka među nosiocima, kašnjenje 5G milimetarskog talasa može biti jedna četvrtina kašnjenja ispod 6GHz.Prema testnoj verifikaciji,
kašnjenje zračnog interfejsa 5G milimetarskog talasa može biti 1ms, a kašnjenje povratnog putovanja može biti 4ms, što je odlično.
Treća prednost milimetarskog talasa je njegova mala veličina.
Talasna dužina milimetarskog talasa je veoma kratka, pa je i njegova antena veoma kratka.Na ovaj način se volumen opreme milimetarskog talasa može dodatno smanjiti i imati veći stepen integracije.Poteškoće za proizvođače da dizajniraju proizvode su smanjene, što je pogodno za promoviranje minijaturizacije baznih stanica i terminala.
Antena milimetarskog talasa (žute čestice su oscilatori antene)
Gušće antenske nizove velikih razmjera i više antenskih oscilatora također su vrlo korisni za primjenu oblikovanja zraka.Snop antene milimetarskog talasa može igrati dalje i ima jaču sposobnost protiv smetnji, što je pogodno za nadoknađivanje nedostataka pokrivenosti.
Što je više oscilatora, to je uži snop i veća je udaljenost
Četvrta prednost milimetarskog talasa je njegova sposobnost pozicioniranja visoke preciznosti.
Sposobnost pozicioniranja bežičnog sistema usko je povezana sa njegovom talasnom dužinom.Što je talasna dužina kraća, to je veća tačnost pozicioniranja.
Pozicioniranje milimetarskog talasa može biti tačno do centimetarskog nivoa ili čak niže.Zbog toga mnogi automobili sada koriste radar milimetarskih valova.
Nakon što smo rekli prednosti milimetarskog talasa, vratimo se nazad i razgovaramo o nedostacima milimetarskog talasa.
Svaka (komunikacijska) tehnologija ima svoje prednosti i nedostatke.Nedostatak milimetarskog talasa je slab prodor i kratka pokrivenost.
Ranije smo spomenuli da milimetarski talas može povećati udaljenost pokrivenosti poboljšanjem formiranja zraka.Drugim riječima, energija velikog broja antena je koncentrisana u određenom smjeru, kako bi se pojačao signal u određenom smjeru.
Sada milimetarski talas usvaja antenu sa usmjerenom nizom visokog pojačanja kako bi se suočio s izazovom mobilnosti kroz tehnologiju više zraka.Prema praktičnim rezultatima, analogni snop koji podržava uski snop može efikasno prevazići značajan gubitak putanje u frekvencijskom opsegu iznad 24GHz.
Visoko pojačanje usmjereno antensko polje
Pored formiranja snopa, višestruki snop milimetarskog talasa takođe može bolje realizovati prebacivanje snopa, navođenje snopa i praćenje snopa.
Prebacivanje snopa znači da terminal može odabrati prikladnije snopove kandidata za razumno prebacivanje u okruženju koje se stalno mijenja kako bi se postigao bolji efekat signala.
Navođenje snopa znači da terminal može promijeniti smjer snopa uzlazne veze kako bi odgovarao smjeru upadnog snopa iz gnodeb-a.
Praćenje zraka znači da terminal može razlikovati različite zrake od gnodeb-a.Zraka se može kretati sa kretanjem terminala, tako da se postigne jako pojačanje antene.
Sposobnost upravljanja snopom poboljšane milimetarskim talasima može efikasno poboljšati pouzdanost signala i postići jači dobitak signala.
Milimetarski talas takođe može usvojiti diverzitet putanje kako bi se suočio sa problemom blokiranja kroz vertikalnu i horizontalnu raznolikost.
Simulacijski efekat demonstracija različitosti puta
Na strani terminala, diverzitet terminalne antene takođe može poboljšati pouzdanost signala, ublažiti problem blokiranja ruku i smanjiti uticaj uzrokovan nasumičnom orijentacijom korisnika.
Demonstracija terminalnog diverziteta efekta simulacije
Ukratko, sa dubinskim proučavanjem tehnologije refleksije milimetarskog talasa i diverziteta putanje, pokrivenost milimetarskog talasa je znatno poboljšana i transmisija bez vidnog polja (NLOS) je realizovana kroz napredniju tehnologiju više zraka.U tehnološkom smislu, milimetarski talas je riješio dosadašnje usko grlo i postao sve zreliji, što u potpunosti može zadovoljiti komercijalnu potražnju.
Što se tiče industrijskog lanca, 5Gmilimetarski talas je takođe daleko zreliji nego što mislite.
Prošlog mjeseca, Fuchang Li, direktor istraživačkog centra za bežičnu tehnologiju China Unicom Research Institute, jasno je stavio do znanja da je "trenutno sposobnost lanca industrije milimetarskih valova postala zrela".
Na sajmu MWC u Šangaju početkom godine, domaći operateri su takođe rekli: "uz podršku spektra, standarda i industrije, milimetarski talas je postigao pozitivan napredak u komercijalizaciji. Do 2022. 5Gmilimetarski talas će imati veliki komercijalni kapacitet."
Podneta prijava za milimetarski talas
Nakon što smo završili tehničke prednosti milimetarskog talasa, pogledajmo njegove specifične scenarije primjene.
Kao što svi znamo, najvažnija stvar za korištenje tehnologije je "razvijanje prednosti i izbjegavanje slabosti".Drugim riječima, u scenariju treba koristiti tehnologiju koja može u potpunosti iskoristiti svoje prednosti.
Prednosti 5G milimetarskog talasa su brzina, kapacitet i vremensko kašnjenje.Stoga je najpogodniji za aerodrome, stanice, pozorišta, gimnazije i druga gusto naseljena mjesta, kao i za vertikalne industrijske scene koje su vrlo osjetljive na vremensko kašnjenje, kao što su industrijska proizvodnja, daljinsko upravljanje, internet vozila i tako dalje.
Što se tiče specifičnih područja primjene, virtuelna stvarnost, brzi pristup, industrijska automatizacija, medicinsko zdravlje, inteligentni transport, itd. su mjesta gdje se 5G milimetarski talas može koristiti.
Za potrošnju interneta.
Za obične pojedinačne korisnike, najveća potražnja za propusnim opsegom dolazi od videa, a najveća potražnja za kašnjenjem dolazi od igara.VR / AR tehnologija (virtuelna stvarnost / proširena stvarnost) ima dvostruke zahtjeve za propusnost i kašnjenje.
VR/AR tehnologija se brzo razvija, uključujući nedavno vrlo vrući metauniverzum, koji je također usko povezan s njima.
Da biste dobili savršeno imerzivno iskustvo i potpuno eliminisali vrtoglavicu, video rezolucija VR mora biti iznad 8K (čak i 16K i 32K), a kašnjenje mora biti unutar 7ms.Nema sumnje da je 5G milimetarski talas najprikladnija tehnologija bežičnog prenosa.
Qualcomm i Ericsson sproveli su XR test baziran na 5G milimetarskom talasu, donoseći 90 sličica u sekundi i 2K svakom korisniku × XR iskustvo sa 2K rezolucijom, sa kašnjenjem manjim od 20ms i prosječnom propusnošću downlink-a većom od 50Mbps.
Rezultati testiranja pokazuju da samo jedan gnodeb sa propusnim opsegom sistema od 100MHz može podržati 5G pristup šest XR korisnika u isto vrijeme.Uz podršku 5G funkcija u budućnosti, obećavajuće je podržati istovremeni pristup više od 12 korisnika.
XR test
Još jedan važan scenarij primjene površine 5G milimetarskog talasa za C-end potrošače je prijenos uživo velikih sportskih događaja.
U februaru 2021. godine na stadionu Rejmond Džejms održano je finale sezone "super kugla" američkog fudbala.
Uz pomoć Qualcomma, Verizon, poznati američki operater, izgradio je stadion u najbrži internet stadion na svijetu koristeći tehnologiju 5G milimetarskih valova.
Tokom takmičenja, mreža 5G milimetarskih talasa prenosila je više od 4,5 tb ukupnog saobraćaja.U nekim scenarijima, vršna brzina je bila čak 3gbps, oko 20 puta više od 4G LTE.
Što se tiče brzine uzlazne veze, ovaj super boul je prvi važan događaj na svijetu koji koristi prijenos 5G milimetarskog talasa uzlazne veze.Struktura okvira milimetarskog talasa je fleksibilna, a omjer okvira uzlazne i silazne veze može se podesiti kako bi se postigla veća širina pojasa uzlazne veze.
Prema terenskim podacima, čak i u vršnim satima, 5G milimetarski talas je više od 50% brži od 4G LTE.Uz pomoć snažne uplink mogućnosti, fanovi mogu postavljati fotografije i video zapise kako bi podijelili divne trenutke igre.
Verizon je također kreirao aplikaciju koja podržava fanove da istovremeno gledaju 7-kanalni streaming HD igara uživo, a 7 kamera prikazuju igre iz različitih uglova.
2022. godine u Pekingu će biti otvorene 24. Zimske olimpijske igre.Tada će postojati ne samo potražnja za pristupom i prometom koju donose mobilni telefoni publike, već i potražnja za povratnim podacima koju donosi emitovanje medija.Konkretno, višekanalni 4K HD video signal i video signal panoramske kamere (koji se koriste za VR gledanje) predstavljaju ozbiljan izazov za propusni opseg uplink mreže mobilne komunikacije.
Kao odgovor na ove izazove, China Unicom planira da aktivno odgovori sa 5G tehnologijom milimetarskih talasa.
U maju ove godine, ZTE, China Unicom i Qualcomm su sproveli test.Koristeći 5G milimetarski talas + veliku strukturu okvira uzlazne veze, 8K video sadržaj prikupljen u realnom vremenu može se stabilno prenositi nazad i konačno uspješno primiti i reproducirati na kraju prijema.
Pogledajmo scenario vertikalne industrijske primjene.
5G milimetarski talas ima širu perspektivu primjene u tob.
Prije svega, VR / AR spomenuti gore se također mogu koristiti u industriji toba.
Na primjer, inženjeri mogu provoditi daljinski pregled opreme na različitim mjestima putem AR-a, pružati daljinsko vođenje inženjerima na različitim mjestima i provoditi daljinski prijem robe na različitim mjestima.Tokom perioda epidemije, ove aplikacije mogu pomoći preduzećima da riješe praktične probleme i značajno smanje troškove.
Pogledajte aplikaciju za povrat video zapisa.Sada su mnoge fabričke proizvodne linije instalirale veliki broj kamera, uključujući i neke kamere visoke definicije za kontrolu kvaliteta.Ove kamere snimaju veliki broj slika proizvoda visoke definicije za analizu kvarova.
Na primjer, COMAC na ovaj način vrši analizu metalnih pukotina na lemnim spojevima proizvoda i naprskanim površinama.Nakon što su fotografije snimljene, potrebno ih je prenijeti na cloud ili MEC edge računarsku platformu, sa brzinom uplink-a od 700-800mbps.Usvaja 5G milimetarski talas velike strukture okvira za uzlaznu vezu, kojom se lako može rukovati.
Još jedna scena usko povezana sa tehnologijom 5G milimetarskih talasa je AGV bespilotno vozilo.
5G milimetarski talas podržava AGV rad
AGV je zapravo minijaturizirana scena vožnje bez posade.AGV-ovo pozicioniranje, navigacija, zakazivanje i izbjegavanje prepreka imaju visoke zahtjeve za kašnjenje mreže i pouzdanost, kao i visoke zahtjeve za sposobnost preciznog pozicioniranja.Veliki broj ažuriranja mapa AGV-a u realnom vremenu također postavlja zahtjeve za mrežni propusni opseg.
5G milimetarski talas može u potpunosti ispuniti gore navedene zahtjeve scenarija primjene AGV.
U januaru 2020. Ericsson i Audi su uspješno testirali 5G urlc funkciju i praktičnu industrijsku automatizaciju zasnovanu na 5G milimetarskom talasu u tvorničkoj laboratoriji u Kisti, Švedska.
Među njima su zajednički izgradili robotsku jedinicu, koju povezuje 5G milimetarski talas.
Kao što je prikazano na gornjoj slici, kada robotska ruka napravi volan, laserska zavjesa može zaštititi stranu koja se otvara robotske jedinice.Ako fabrički radnici posegnu, na osnovu visoke pouzdanosti 5G urlc-a, robot će odmah prestati s radom kako bi izbjegao ozljede radnika.
Ovaj trenutni odgovor koji osigurava pouzdanost je nemoguć u tradicionalnoj Wi-Fi ili 4G mreži.
Gornji primjer je samo dio scenarija primjene 5G milimetarskog talasa.Pored industrijskog interneta, 5G milimetarski talas je jak u daljinskoj hirurgiji u pametnoj medicini i bez vozača u Internetu vozila.
Kao napredna tehnologija s mnogim prednostima kao što su visoka brzina, veliki kapacitet, malo vremensko kašnjenje, visoka pouzdanost i visoka preciznost pozicioniranja, 5G milimetarski val privukao je veliku pažnju iz svih sfera života.
Zaključak
21. vijek je vijek podataka.
Ogromna komercijalna vrijednost sadržana u podacima prepoznata je u svijetu.Danas skoro sve industrije traže odnos između sebe i podataka i učestvuju u prikupljanju vrednosti podataka.
Tehnologije povezivanja koje predstavlja 5Gi računarske tehnologije predstavljene računarstvom u oblaku, velikim podacima i veštačkom inteligencijom su neophodni alati za iskopavanje vrednosti podataka.
Puno korištenje 5G, posebno u milimetarskom opsegu valova, jednako je ovladavanju "zlatnim ključem" digitalne transformacije, koji ne samo da može ostvariti inovacijski skok produktivnosti, već i biti nepobjediv u oštroj konkurenciji u budućnosti.
Jednom riječju, tehnologija i industrija 5Gmilimetarski talas su u potpunosti sazreli.Uz primjenu od5Gindustrija postupno ulazi u područje dubokih voda, trebali bismo pojačati domaće komercijalno slijetanje5Gmilimetarskog talasa i realizovati koordiniran razvoj sub-6 i milimetarskog talasa.
Vrijeme objave: 14.12.2021
