U 2021. izgradnja i razvoj globalne 5G mreže postigla su velika postignuća.Prema podacima koje je GSA objavio u kolovozu, više od 175 operatera u više od 70 zemalja i regija pokrenulo je 5G komercijalne usluge.Postoji 285 operatera koji ulažu u 5G.Kineska brzina izgradnje 5G je na čelu svijeta.Broj 5G baznih stanica u Kini premašio je milijun, dosegnuvši nevjerojatnih 1159 000, 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 poboljšanje 5G mrežne infrastrukture ubrzalo je ulazak 5G u potrošački internet i industrijski internet.Posebno u vertikalnoj industriji, postoji više od 10 000 slučajeva 5G primjene u Kini, koji pokrivaju mnoga polja 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 poduzeća i motor za kvalitetan razvoj digitalne ekonomije u cijelom društvu.
Međutim, iako su 5G aplikacije ubrzane, otkrit ćemo da je postojeća 5G tehnologija počela pokazivati stanje "nesposobnosti" u nekim posebnim scenarijima industrijskih aplikacija.U pogledu brzine, kapaciteta, kašnjenja i pouzdanosti, ne može zadovoljiti 100% zahtjeva scenarija.
Zašto?Je li 5G, koji ljudi jako očekuju, još uvijek 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 pojas ispod 6 GHz, a frekvencijski raspon je ispod 6 GHz (točnije, ispod 7,125 GHz).Drugi se zove milimetarski valni pojas, a frekvencijski raspon je iznad 24 GHz.
Usporedba raspona dvaju frekvencijskih pojasa
Trenutačno je samo 5G pojasa ispod 6 GHz komercijalno dostupan u Kini, a ne postoji 5G komercijalnog pojasa milimetarskih valova.Stoga sva energija 5G nije u potpunosti oslobođena.
Tehničke prednosti milimetarskog vala
Iako su 5G u pojasu ispod 6 GHz i 5G u milimetarskom pojasu 5G, postoje velike razlike u karakteristikama izvedbe.
Prema saznanjima u srednjoškolskim udžbenicima fizike, što je viša frekvencija bežičnog elektromagnetskog vala, to je valna duljina kraća, a difrakcijska sposobnost lošija.Štoviše, što je veća frekvencija, to je veći gubitak prodora.Stoga je 5G pokrivenost milimetarskog valnog pojasa očito slabija od prve.To je glavni razlog zašto po prvi put u Kini nema komercijalnog milimetarskog vala, a to je i razlog zašto ljudi dovode u pitanje milimetarski val.
Zapravo, duboko ukorijenjena logika i istina ovog problema nisu sasvim isti kao što svačija mašta.Drugim riječima, zapravo imamo pogrešne predrasude o milimetarskim valovima.
Prije svega, iz perspektive tehnologije, moramo imati konsenzus, to jest, pod premisom da nema revolucionarne promjene u postojećoj osnovnoj komunikacijskoj teoriji, ako želimo dalje značajno poboljšati brzinu mreže i širinu pojasa, možemo učiniti samo problem u spektru.
Traženje resursa bogatijeg spektra iz viših frekvencijskih pojasa neizbježan je izbor za razvoj mobilne komunikacijske tehnologije.Ovo vrijedi za milimetarske valove sada i teraherce koji bi se mogli koristiti za 6G u budućnosti.
Shematski dijagram spektra milimetarskih valova
Trenutačno pojas ispod 6 GHz ima maksimalnu propusnost od 100MHz (čak 10MHz ili 20MHz na nekim mjestima u inozemstvu).Preteško je postići brzinu od 5Gbps ili čak 10Gbps.
5G milimetarski valni pojas doseže 200 mhz-800 mhz, što znatno olakšava postizanje gore navedenih ciljeva.
Ne tako davno, u kolovozu 2021., Qualcomm je udružio ruke sa ZTE-om kako bi prvi put u Kini realizirao dvostruku vezu 5G SA (nr-dc).Na temelju nosivog kanala od 200 MHz u milimetarskom valnom pojasu od 26 GHz i propusnosti od 100 MHz u pojasu od 3,5 GHz, Qualcomm je radio zajedno kako bi postigao vršnu brzinu prema dolaznoj vezi za jednog korisnika veću od 2,43 gbps.
Dvije tvrtke također koriste tehnologiju agregacije nositelja kako bi postigle vršnu brzinu downlink-a za jednog korisnika veću od 5Gbps na temelju četiri noseća kanala od 200MHz u milimetarskom valnom pojasu od 26ghz.
U lipnju ove godine, na izložbi MWC Barcelona, Qualcomm je ostvario vršnu brzinu do 10,5 Gbps koristeći Xiaolong X65, 8-kanalnu agregaciju temeljenu na n261 milimetarskom valnom pojasu (širina pojasa jednog nositelja od 100 MHz) i propusnost od 100 MHz u n77 pojasu.Ovo je najbrža brzina mobilne komunikacije u industriji.
Širina pojasa s jednim nosačem od 100MHz i 200MHz može postići ovaj učinak.U budućnosti, na temelju jednog nositelja 400MHz i 800MHz, nedvojbeno će postići brzinu daleko veću od 10Gbps!
Osim značajnog povećanja brzine, još jedna prednost milimetarskog vala je manje kašnjenje.
Zbog razmaka podnosača, kašnjenje 5G milimetarskog vala može biti jedna četvrtina kašnjenja ispod 6 GHz.Prema testnoj provjeri,
kašnjenje zračnog sučelja 5G milimetarskog vala može biti 1ms, a povratno kašnjenje može biti 4ms, što je izvrsno.
Treća prednost milimetarskog vala je njegova mala veličina.
Valna duljina milimetarskog vala je vrlo kratka, pa je i njegova antena vrlo kratka.Na taj se način volumen opreme milimetarskih valova može dodatno smanjiti i ima viši stupanj integracije.Smanjene su poteškoće za proizvođače u dizajniranju proizvoda, što je pogodno za promicanje minijaturizacije baznih stanica i terminala.
Antena milimetarskih valova (žute čestice su antenski oscilatori)
Gušći antenski nizovi velikih razmjera i više antenskih oscilatora također su vrlo korisni za primjenu oblikovanja snopa.Zraka antene milimetarskog vala može puštati dalje i ima jaču sposobnost sprječavanja smetnji, što je pogodno za nadoknađivanje nedostatka pokrivenosti.
Što je više oscilatora, to je snop uži i udaljenost veća
Četvrta prednost milimetarskog vala je njegova sposobnost visokopreciznog pozicioniranja.
Sposobnost pozicioniranja bežičnog sustava usko je povezana s njegovom valnom duljinom.Što je valna duljina kraća, veća je točnost pozicioniranja.
Pozicioniranje milimetarskih valova može biti točno do razine centimetra ili čak niže.Zbog toga mnogi automobili sada koriste radar milimetarskih valova.
Nakon što smo rekli prednosti milimetarskog vala, vratimo se i razgovarajmo o nedostacima milimetarskog vala.
Svaka (komunikacijska) tehnologija ima svoje prednosti i nedostatke.Nedostatak milimetarskog vala je slab prodor i kratko pokrivanje.
Ranije smo spomenuli da milimetarski val može povećati udaljenost pokrivenosti poboljšanjem oblikovanja snopa.Drugim riječima, energija velikog broja antena koncentrirana je u određenom smjeru, kako bi pojačala signal u određenom smjeru.
Sada milimetarski val usvaja usmjerenu antensku rešetku visokog pojačanja kako bi zadovoljio izazov mobilnosti kroz tehnologiju s više zraka.Prema praktičnim rezultatima, analogno oblikovanje snopa koje podržava uski snop može učinkovito prevladati značajan gubitak putanje u frekvencijskom pojasu iznad 24 GHz.
Usmjereni antenski niz visokog pojačanja
Osim oblikovanja snopa, višestruki snop milimetarskog vala također može bolje ostvariti prebacivanje snopa, vođenje snopa i praćenje snopa.
Prebacivanje snopova znači da terminal može odabrati prikladnije snopove kandidata za razumno prebacivanje u okruženju koje se stalno mijenja kako bi se postigao bolji učinak signala.
Vođenje snopa znači da terminal može promijeniti smjer snopa uzlazne veze kako bi odgovarao smjeru upadnog snopa iz gnodeba.
Praćenje zraka znači da terminal može razlikovati različite zrake od gnodeba.Zraka se može pomicati s pomicanjem terminala, kako bi se postigao jak dobitak antene.
Mogućnost upravljanja snopom milimetarskih valova može učinkovito poboljšati pouzdanost signala i postići jače pojačanje signala.
Milimetarski val također može usvojiti različitost putanje kako bi se nosio s problemom blokiranja kroz vertikalnu raznolikost i horizontalnu raznolikost.
Demonstracija efekta simulacije različitosti puta
Na strani terminala, različitost terminalne antene također može poboljšati pouzdanost signala, ublažiti problem blokiranja ruke i smanjiti utjecaj izazvan nasumičnim položajem korisnika.
Demonstracija učinka simulacije terminalne raznolikosti
Ukratko, s dubinskim proučavanjem tehnologije refleksije milimetarskih valova i raznolikosti staza, pokrivenost milimetarskim valovima uvelike je poboljšana, a prijenos bez linije vidljivosti (NLOS) ostvaren je pomoću naprednije tehnologije s više zraka.Što se tiče tehnologije, milimetarski val je riješio prethodno usko grlo i postao sve zreliji, što može u potpunosti zadovoljiti komercijalnu potražnju.
Što se tiče industrijskog lanca, 5Gmilimetarski val također je daleko zreliji nego što mislite.
Prošlog mjeseca, Fuchang Li, direktor istraživačkog centra za bežičnu tehnologiju China Unicom Research Institute, jasno je dao do znanja da je "trenutačno sposobnost lanca industrije milimetarskih valova postala zrela."
Na izložbi MWC Shanghai početkom godine, domaći operateri također su rekli: "uz podršku spektra, standarda i industrije, milimetarski valovi su postigli pozitivan napredak u komercijalizaciji. Do 2022., 5Gmilimetarski val će imati veliki komercijalni kapacitet."
Podnesena prijava milimetarskog vala
Nakon što smo završili s tehničkim prednostima milimetarskog vala, pogledajmo njegove specifične scenarije primjene.
Kao što svi znamo, najvažnija stvar za korištenje tehnologije je "razvijanje prednosti i izbjegavanje slabosti".Drugim riječima, u scenariju se treba koristiti tehnologija koja u potpunosti može iskoristiti svoje prednosti.
Prednosti 5G milimetarskih valova su brzina, kapacitet i vremensko kašnjenje.Stoga je najprikladniji za zračne luke, kolodvore, kazališta, dvorane i druga gusto naseljena mjesta, kao i vertikalne industrijske scene koje su vrlo osjetljive na vremensko kašnjenje, poput industrijske proizvodnje, daljinskog upravljanja, interneta vozila i tako dalje.
Što se tiče specifičnih područja primjene, virtualna stvarnost, brzi pristup, industrijska automatizacija, medicinsko zdravlje, inteligentni transport itd. sva su mjesta gdje se 5G milimetarski val može koristiti.
Za potrošnju interneta.
Za obične pojedinačne korisnike najveća potražnja za propusnošću dolazi od videa, a najveća potražnja za kašnjenjem dolazi od igara.VR/AR tehnologija (virtualna stvarnost/proširena stvarnost) ima dvostruke zahtjeve za propusnost i kašnjenje.
VR/AR tehnologija se brzo razvija, uključujući nedavno vrlo vrući metasvemir, koji je također usko povezan s njima.
Kako biste dobili savršeno imerzivno iskustvo i potpuno eliminirali vrtoglavicu, video rezolucija VR-a mora biti iznad 8K (čak i 16K i 32K), a odgoda mora biti unutar 7ms.Nema sumnje da je 5G milimetarski val najprikladnija tehnologija bežičnog prijenosa.
Qualcomm i Ericsson proveli su XR test temeljen na 5G milimetarskim valovima, donoseći 90 sličica u sekundi i 2K svakom korisniku × XR iskustvo s 2K rezolucijom, s kašnjenjem manjim od 20 ms i prosječnom propusnošću prema dolaznoj vezi većom od 50 Mbps.
Rezultati testa pokazuju da samo jedan gnodeb s propusnošću sustava od 100MHz može podržati 5G pristup šest XR korisnika u isto vrijeme.Uz podršku značajki 5G u budućnosti, obećavajuće je podržati istodobni pristup više od 12 korisnika.
XR test
Još jedan važan scenarij primjene 5G milimetarske valne površine za korisnike C-kraja je prijenos uživo velikih sportskih događaja.
U veljači 2021. održano je finale sezone američkog nogometa "Super Bowl" na stadionu Raymond James.
Uz pomoć Qualcomma, Verizon, poznati američki operater, izgradio je stadion u najbrži internetski stadion na svijetu koristeći tehnologiju 5G milimetarskih valova.
Tijekom natjecanja 5G mreža milimetarskih valova prenijela je više od 4,5 tb ukupnog prometa.U nekim scenarijima, vršna brzina bila je čak 3gbps, oko 20 puta više od 4G LTE.
Što se tiče brzine uplinka, ovaj super bowl je prvi svjetski važan događaj koji koristi prijenos 5G milimetarskih valova.Struktura okvira milimetarskog vala je fleksibilna, a omjer okvira uzlazne i silazne veze može se podesiti kako bi se postigla veća propusnost uzlazne veze.
Prema podacima s terena, čak i u vršnim satima, 5G milimetarski val je više od 50% brži od 4G LTE.Uz pomoć snažne sposobnosti uzlazne veze, obožavatelji mogu postavljati fotografije i videozapise kako bi podijelili prekrasne trenutke utakmice.
Verizon je također stvorio aplikaciju koja podržava obožavatelje da istovremeno gledaju 7-kanalne HD igre uživo, a 7 kamera prikazuje igre iz različitih kutova.
2022. godine u Pekingu će biti otvorene 24. Zimske olimpijske igre.U to vrijeme neće postojati samo potražnja za pristupom i prometom koju donose mobilni telefoni publike, već i potražnja za povratnim podacima koju donosi medijsko emitiranje.Konkretno, višekanalni 4K HD video signal i panoramski video signal kamere (koji se koristi za VR gledanje) predstavljaju ozbiljan izazov uzlaznoj propusnosti mobilne komunikacijske mreže.
Kao odgovor na te izazove, China Unicom planira aktivno odgovoriti tehnologijom 5G milimetarskih valova.
U svibnju ove godine ZTE, China Unicom i Qualcomm proveli su test.Koristeći 5G milimetarski val + veliku strukturu okvira uzlazne veze, 8K video sadržaj prikupljen u stvarnom vremenu može se stabilno prenijeti natrag i na kraju uspješno primiti i reproducirati na prijemnom kraju.
Pogledajmo scenarij vertikalne industrijske primjene.
5G milimetarski val ima širu mogućnost primjene u tobu.
Prije svega, gore spomenuti VR / AR također se može koristiti u tob industriji.
Na primjer, inženjeri mogu provoditi daljinski pregled opreme na različitim mjestima putem AR-a, pružati daljinsko vođenje inženjerima na različitim mjestima i provoditi daljinsko prihvaćanje robe na različitim mjestima.Tijekom razdoblja epidemije ove aplikacije mogu pomoći poduzećima u rješavanju praktičnih problema i znatno smanjiti troškove.
Pogledajte zahtjev za povrat videa.Sada su mnoge tvorničke proizvodne linije instalirale velik broj kamera, uključujući neke kamere visoke razlučivosti za inspekciju kvalitete.Ove kamere snimaju velik broj slika proizvoda visoke razlučivosti za analizu nedostataka.
Na primjer, COMAC na ovaj način provodi analizu metalnih pukotina na lemljenim spojevima proizvoda i prskanim površinama.Nakon što su fotografije snimljene, potrebno ih je prenijeti u oblak ili MEC edge computing platformu, uz uplink brzinu od 700-800mbps.Usvaja strukturu okvira velike uzlazne veze 5G milimetarskog vala, kojom se može lako rukovati.
Još jedna scena usko povezana s tehnologijom 5G milimetarskih valova je AGV bespilotno vozilo.
5G milimetarski val podržava AGV rad
AGV je zapravo minijaturizirana scena vožnje bez posade.AGV-ovo pozicioniranje, navigacija, planiranje i izbjegavanje prepreka imaju visoke zahtjeve za mrežno kašnjenje i pouzdanost, kao i visoke zahtjeve za sposobnost točnog pozicioniranja.Velik broj ažuriranja karte u stvarnom vremenu AGV-a također postavlja zahtjeve za propusnost mreže.
5G milimetarski val može u potpunosti ispuniti gore navedene zahtjeve scenarija primjene AGV-a.
U siječnju 2020. Ericsson i Audi uspješno su testirali 5G urllc funkciju i praktičnu primjenu industrijske automatizacije temeljenu na 5G milimetarskim valovima u tvorničkom laboratoriju u Kisti, Švedska.
Među njima su zajednički izgradili jedinicu robota, koja je povezana 5G milimetarskim valovima.
Kao što je prikazano na gornjoj slici, kada robotska ruka upravlja upravljačem, laserska zavjesa može zaštititi otvorenu stranu robotske jedinice.Ako tvornički radnici posegnu, na temelju visoke pouzdanosti 5G urllc, robot će odmah prestati raditi kako bi se izbjegle ozljede radnika.
Ovaj trenutni odgovor koji osigurava pouzdanost je nemoguć u tradicionalnom Wi-Fi ili 4G.
Gornji primjer samo je dio scenarija primjene 5G milimetarskih valova.Osim industrijskog interneta, 5G milimetarski val je jak u daljinskoj kirurgiji u pametnoj medicini i bez vozača u internetu vozila.
Kao napredna tehnologija s brojnim prednostima kao što su visoka brzina, veliki kapacitet, malo vremensko kašnjenje, visoka pouzdanost i visoka točnost pozicioniranja, 5G milimetarski valovi privukli su veliku pozornost svih slojeva društva.
Zaključak
21. stoljeće je stoljeće podataka.
Svijet je prepoznao golemu komercijalnu vrijednost sadržanu u podacima.U današnje vrijeme gotovo sve industrije traže odnos između sebe i podataka i sudjeluju u rudarenju vrijednosti podataka.
Tehnologije povezivanja koje predstavlja 5Ga računalne tehnologije predstavljene računalstvom u oblaku, velikim podacima i umjetnom inteligencijom nezamjenjivi su alati za rudarenje vrijednosti podataka.
Puno korištenje 5G, posebno u milimetarskom valnom pojasu, 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 valovi su potpuno sazreli.Uz primjenu5Gindustrija koja postupno ulazi u područje duboke vode, trebali bismo pojačati domaće komercijalno slijetanje5Gmilimetarskog vala i ostvariti koordinirani razvoj sub-6 i milimetarskog vala.
Vrijeme objave: 14. prosinca 2021
