Pada tahun 2021, pembinaan dan pembangunan rangkaian 5G global telah mencapai pencapaian yang hebat.Menurut data yang dikeluarkan oleh GSA pada Ogos, lebih 175 pengendali di lebih 70 negara dan wilayah telah melancarkan perkhidmatan komersial 5G.Terdapat 285 pengendali yang melabur dalam 5G.Kepantasan pembinaan 5G China berada di barisan hadapan dunia.Bilangan stesen pangkalan 5G di China telah melebihi satu juta, mencecah 1159000 yang mengejutkan, mencakupi lebih daripada 70% dunia.Dalam erti kata lain, bagi setiap tiga stesen pangkalan 5G di dunia, dua terletak di China.
stesen pangkalan 5G
Peningkatan berterusan infrastruktur rangkaian 5G telah mempercepatkan pendaratan 5G dalam Internet pengguna dan Internet industri.Terutamanya dalam industri menegak, terdapat lebih daripada 10000 kes aplikasi 5G di China, meliputi banyak bidang seperti pembuatan industri, tenaga dan kuasa, pelabuhan, lombong, logistik dan pengangkutan.
Tidak dinafikan bahawa 5G telah menjadi senjata tajam untuk transformasi digital perusahaan domestik dan enjin untuk pembangunan ekonomi digital berkualiti tinggi dalam seluruh masyarakat.
Walau bagaimanapun, sementara aplikasi 5G dipercepatkan, kami akan mendapati bahawa teknologi 5G sedia ada telah mula menunjukkan keadaan "ketidakcekapan" dalam beberapa senario aplikasi industri khas.Dari segi kadar, kapasiti, kelewatan dan kebolehpercayaan, ia tidak dapat memenuhi 100% keperluan senario.
kenapa?Adakah 5G, yang sangat diharapkan oleh orang ramai, masih sukar untuk menjadi tanggungjawab yang besar?
Sudah tentu tidak.Sebab utama mengapa 5G "tidak mencukupi" ialah kami hanya menggunakan "separuh 5G".
Saya percaya ramai orang tahu bahawa walaupun standard 5G adalah satu-satunya, terdapat dua jalur frekuensi.Satu dipanggil jalur sub-6 GHz, dan julat frekuensi adalah di bawah 6GHz (tepat, di bawah 7.125Ghz).Yang lain dipanggil jalur gelombang milimeter, dan julat frekuensi melebihi 24GHz.
Perbandingan julat dua jalur frekuensi
Pada masa ini, hanya 5G jalur sub-6 GHz tersedia secara komersial di China, dan tiada jalur gelombang milimeter komersial 5G.Oleh itu, semua tenaga 5G belum dikeluarkan sepenuhnya.
Kelebihan teknikal gelombang milimeter
Walaupun 5G dalam jalur sub-6 GHz dan 5G dalam jalur gelombang milimeter ialah 5G, terdapat perbezaan besar dalam ciri prestasi.
Mengikut pengetahuan dalam buku teks fizik sekolah menengah, semakin tinggi frekuensi gelombang elektromagnet tanpa wayar, semakin pendek panjang gelombang, dan semakin teruk keupayaan pembelauan.Lebih-lebih lagi, semakin tinggi frekuensi, semakin besar kehilangan penembusan.Oleh itu, liputan 5G jalur gelombang milimeter jelas lebih lemah daripada yang pertama.Inilah sebab utama mengapa tiada gelombang milimeter komersial buat kali pertama di China, dan ini juga sebab mengapa orang mempersoalkan gelombang milimeter.
Sebenarnya, logik yang mendalam dan kebenaran masalah ini tidak sama dengan imaginasi semua orang.Dalam erti kata lain, kita sebenarnya mempunyai beberapa prasangka yang salah tentang gelombang milimeter.
Pertama sekali, dari perspektif teknologi, kita mesti mempunyai konsensus, iaitu, di bawah premis tiada perubahan revolusioner dalam teori komunikasi asas sedia ada, jika kita ingin meningkatkan lagi kadar rangkaian dan lebar jalur, kita hanya boleh membuat isu mengenai spektrum.
Mencari sumber spektrum yang lebih kaya daripada jalur frekuensi yang lebih tinggi merupakan pilihan yang tidak dapat dielakkan untuk pembangunan teknologi komunikasi mudah alih.Ini benar untuk gelombang milimeter sekarang dan terahertz yang mungkin digunakan untuk 6G pada masa hadapan.
Gambarajah skematik spektrum gelombang milimeter
Pada masa ini, jalur sub-6 GHz mempunyai lebar jalur maksimum 100MHz (malah 10MHz atau 20MHz di beberapa tempat di luar negara).Terlalu sukar untuk mencapai kadar 5Gbps atau bahkan 10Gbps.
Jalur gelombang milimeter 5G mencapai 200mhz-800mhz, yang menjadikannya lebih mudah untuk mencapai matlamat di atas.
Tidak lama dahulu, pada Ogos 2021, Qualcomm berganding bahu dengan ZTE untuk merealisasikan sambungan dwi 5G SA (nr-dc) buat kali pertama di China.Berdasarkan saluran pembawa 200MHz dalam jalur gelombang 26ghz milimeter dan lebar jalur 100MHz dalam jalur 3.5GHz, Qualcomm bekerjasama untuk mencapai kadar puncak pautan bawah pengguna tunggal melebihi 2.43gbps.
Kedua-dua syarikat itu juga menggunakan teknologi pengagregatan pembawa untuk mencapai kadar puncak pautan bawah pengguna tunggal melebihi 5Gbps berdasarkan empat saluran pembawa 200MHz dalam jalur gelombang milimeter 26ghz.
Pada Jun tahun ini, di pameran MWC Barcelona, Qualcomm merealisasikan kadar puncak sehingga 10.5Gbps dengan menggunakan Xiaolong X65, pengagregatan 8 Saluran berdasarkan jalur gelombang n261 milimeter (lebar lebar pembawa tunggal 100MHz) dan lebar jalur 100MHz dalam jalur n77.Ini adalah kadar komunikasi selular terpantas dalam industri.
Jalur lebar pembawa tunggal 100MHz dan 200MHz boleh mencapai kesan ini.Pada masa hadapan, berdasarkan pembawa tunggal 400MHz dan 800MHz, sudah pasti ia akan mencapai kadar yang jauh melebihi 10Gbps!
Sebagai tambahan kepada peningkatan kadar yang ketara, satu lagi kelebihan gelombang milimeter ialah kelewatan yang lebih rendah.
Oleh kerana jarak subcarrier, kelewatan gelombang 5G milimeter boleh menjadi satu perempat daripada sub-6ghz.Menurut pengesahan ujian,
kelewatan antara muka udara gelombang milimeter 5G boleh menjadi 1ms, dan kelewatan pergi balik boleh menjadi 4ms, yang sangat baik.
Kelebihan ketiga gelombang milimeter ialah saiznya yang kecil.
Panjang gelombang gelombang milimeter sangat pendek, jadi antenanya sangat pendek.Dengan cara ini, isipadu peralatan gelombang milimeter boleh dikurangkan lagi dan mempunyai tahap integrasi yang lebih tinggi.Kesukaran pengeluar untuk mereka bentuk produk dikurangkan, yang kondusif untuk mempromosikan pengecilan stesen pangkalan dan terminal.
Antena gelombang milimeter (zarah kuning ialah pengayun antena)
Susunan antena berskala besar yang lebih padat dan lebih banyak pengayun antena juga sangat berfaedah untuk aplikasi pembentukan rasuk.Rasuk antena gelombang milimeter boleh bermain lebih jauh dan mempunyai keupayaan anti-gangguan yang lebih kuat, yang kondusif untuk menebus kelemahan liputan.
Semakin banyak pengayun, semakin sempit rasuk dan semakin jauh jaraknya
Kelebihan keempat gelombang milimeter ialah keupayaan kedudukan ketepatan tingginya.
Keupayaan kedudukan sistem wayarles berkait rapat dengan panjang gelombangnya.Lebih pendek panjang gelombang, lebih tinggi ketepatan kedudukan.
Kedudukan gelombang milimeter boleh tepat ke paras sentimeter atau lebih rendah.Inilah sebabnya mengapa banyak kereta kini menggunakan radar gelombang milimeter.
Setelah mengatakan kelebihan gelombang milimeter, mari kita kembali dan bercakap tentang keburukan gelombang milimeter.
Mana-mana teknologi (Komunikasi) mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri.Kelemahan gelombang milimeter ialah ia mempunyai penembusan yang lemah dan liputan pendek.
Sebelum ini, kami menyebut bahawa gelombang milimeter boleh meningkatkan jarak liputan dengan meningkatkan pembentukan rasuk.Dalam erti kata lain, tenaga sebilangan besar antena tertumpu pada arah tertentu, untuk meningkatkan isyarat ke arah tertentu.
Kini gelombang milimeter menggunakan antena tatasusunan arah keuntungan tinggi untuk memenuhi cabaran mobiliti melalui teknologi berbilang rasuk.Mengikut keputusan praktikal, pembentukan rasuk analog yang menyokong rasuk sempit boleh mengatasi kehilangan laluan yang ketara dalam jalur frekuensi melebihi 24GHz.
Tatasusunan antena berarah keuntungan tinggi
Selain pembentukan rasuk, rasuk berbilang gelombang milimeter juga boleh merealisasikan peralihan rasuk, bimbingan rasuk dan pengesanan rasuk dengan lebih baik.
Pensuisan rasuk bermakna terminal boleh memilih rasuk calon yang lebih sesuai untuk pensuisan yang munasabah dalam persekitaran yang sentiasa berubah untuk mencapai kesan isyarat yang lebih baik.
Panduan pancaran bermakna terminal boleh menukar arah pancaran pautan atas untuk memadankan arah pancaran kejadian daripada gnodeb.
Penjejakan rasuk bermakna terminal boleh membezakan rasuk yang berbeza daripada gnodeb.Rasuk boleh bergerak dengan pergerakan terminal, untuk mencapai keuntungan antena yang kuat.
Keupayaan pengurusan rasuk yang dipertingkatkan gelombang milimeter boleh meningkatkan kebolehpercayaan isyarat dengan berkesan dan mencapai keuntungan isyarat yang lebih kuat.
Gelombang milimeter juga boleh mengguna pakai kepelbagaian laluan untuk menangani masalah sekatan melalui kepelbagaian menegak dan kepelbagaian mendatar.
Demonstrasi kesan simulasi kepelbagaian laluan
Di bahagian terminal, kepelbagaian antena terminal juga boleh meningkatkan kebolehpercayaan isyarat, mengurangkan masalah sekatan tangan, dan mengurangkan kesan yang disebabkan oleh orientasi rawak pengguna.
Demonstrasi kesan simulasi kepelbagaian terminal
Ringkasnya, dengan kajian mendalam tentang teknologi pantulan gelombang milimeter dan kepelbagaian laluan, liputan gelombang milimeter telah dipertingkatkan dengan banyak dan penghantaran bukan garis penglihatan (NLOS) telah direalisasikan melalui teknologi pancaran berbilang yang lebih maju.Dari segi teknologi, gelombang milimeter telah menyelesaikan kesesakan sebelumnya dan menjadi lebih matang, yang dapat memenuhi sepenuhnya permintaan komersial.
Dari segi rantaian perindustrian, 5Ggelombang milimeter juga jauh lebih matang daripada yang anda fikirkan.
Bulan lalu, Fuchang Li, pengarah pusat penyelidikan teknologi wayarles Institut Penyelidikan Unicom China, menjelaskan dengan jelas bahawa "pada masa ini, keupayaan rantaian industri gelombang milimeter telah menjadi matang."
Pada pameran MWC Shanghai pada awal tahun, pengendali domestik juga berkata: "dengan sokongan spektrum, piawaian dan industri, gelombang milimeter telah mencapai kemajuan pengkomersilan yang positif. Menjelang 2022, 5Ggelombang milimeter akan mempunyai kapasiti komersial berskala besar."
Permohonan gelombang milimeter difailkan
Setelah menyelesaikan kelebihan teknikal gelombang milimeter, mari kita lihat senario aplikasi khususnya.
Seperti yang kita tahu, perkara yang paling penting untuk menggunakan teknologi adalah untuk "membangun kekuatan dan mengelakkan kelemahan".Dalam erti kata lain, teknologi harus digunakan dalam senario yang boleh memberikan permainan sepenuhnya kepada kelebihannya.
Kelebihan gelombang milimeter 5G ialah kadar, kapasiti dan kelewatan masa.Oleh itu, ia paling sesuai untuk lapangan terbang, stesen, teater, gimnasium dan tempat berpenduduk padat yang lain, serta adegan industri menegak yang sangat sensitif kepada kelewatan masa, seperti pembuatan industri, alat kawalan jauh, Internet kenderaan dan sebagainya.
Dari segi bidang aplikasi khusus, realiti maya, akses berkelajuan tinggi, automasi industri, kesihatan perubatan, pengangkutan pintar, dll. adalah semua tempat di mana gelombang milimeter 5G boleh digunakan.
Untuk penggunaan Internet.
Bagi pengguna individu biasa, permintaan lebar jalur terbesar datang daripada video dan permintaan kelewatan terbesar datang daripada permainan.Teknologi VR / AR (realiti maya / realiti tambahan) mempunyai dua keperluan untuk lebar jalur dan kelewatan.
Teknologi VR / AR berkembang pesat, termasuk metauniverse yang sangat panas baru-baru ini, yang juga berkait rapat dengan mereka.
Untuk mendapatkan pengalaman mengasyikkan yang sempurna dan menghilangkan pening sepenuhnya, resolusi video VR mestilah melebihi 8K (malah 16K dan 32K), dan kelewatan mestilah dalam lingkungan 7ms.Tidak dinafikan bahawa gelombang milimeter 5G adalah teknologi penghantaran wayarles yang paling sesuai.
Qualcomm dan Ericsson menjalankan ujian XR berdasarkan gelombang milimeter 5G, membawakan 90 bingkai sesaat dan 2K kepada setiap pengguna × pengalaman XR dengan resolusi 2K, dengan kelewatan kurang daripada 20ms, dan purata daya pemprosesan pautan ke bawah melebihi 50Mbps.
Keputusan ujian menunjukkan bahawa hanya satu gnodeb dengan lebar jalur sistem 100MHz boleh menyokong akses 5G bagi enam pengguna XR pada masa yang sama.Dengan sokongan ciri 5G pada masa hadapan, ia lebih menjanjikan untuk menyokong akses serentak lebih daripada 12 pengguna.
Ujian XR
Satu lagi senario aplikasi penting permukaan gelombang 5G milimeter kepada pengguna pengguna akhir C ialah siaran langsung acara sukan berskala besar.
Pada Februari 2021, perlawanan akhir musim bola sepak Amerika "mangkuk super" telah diadakan di Stadium Raymond James.
Dengan bantuan Qualcomm, Verizon, pengendali AS yang terkenal, telah membina stadium itu menjadi stadium Internet terpantas di dunia dengan menggunakan teknologi gelombang milimeter 5G.
Semasa pertandingan, rangkaian gelombang milimeter 5G membawa lebih daripada 4.5tb jumlah trafik.Dalam sesetengah senario, kadar puncak adalah setinggi 3gbps, kira-kira 20 kali ganda berbanding 4G LTE.
Dari segi kelajuan pautan atas, mangkuk super ini merupakan acara penting pertama di dunia menggunakan transmisi pautan atas gelombang milimeter 5G.Struktur bingkai gelombang milimeter adalah fleksibel, dan nisbah bingkai pautan atas dan pautan bawah boleh dilaraskan untuk mencapai lebar jalur pautan atas yang lebih tinggi.
Menurut data lapangan, walaupun pada waktu puncak, gelombang milimeter 5G lebih 50% lebih pantas daripada 4G LTE.Dengan bantuan keupayaan pautan atas yang kuat, peminat boleh memuat naik foto dan video untuk berkongsi detik indah permainan.
Verizon juga telah mencipta aplikasi untuk menyokong peminat menonton permainan langsung HD penstriman 7 saluran pada masa yang sama, dan 7 kamera mempersembahkan permainan dari sudut berbeza.
Pada 2022, Sukan Olimpik Musim Sejuk ke-24 akan dibuka di Beijing.Pada masa itu, bukan sahaja akses dan permintaan trafik yang dibawa oleh telefon bimbit khalayak, tetapi juga permintaan data pulangan yang dibawa oleh penyiaran media.Khususnya, isyarat video 4K HD berbilang saluran dan isyarat video kamera panoramik (digunakan untuk tontonan VR) menimbulkan cabaran yang teruk kepada jalur lebar pautan atas rangkaian komunikasi mudah alih.
Sebagai tindak balas kepada cabaran ini, China Unicom merancang untuk bertindak balas secara aktif dengan teknologi gelombang milimeter 5G.
Pada Mei tahun ini, ZTE, China Unicom dan Qualcomm menjalankan ujian.Menggunakan gelombang milimeter 5G + struktur bingkai pautan atas yang besar, kandungan video 8K yang dikumpul dalam masa nyata boleh dihantar semula secara stabil, dan akhirnya berjaya diterima dan dimainkan semula di hujung penerima.
Mari kita lihat senario aplikasi industri menegak.
Gelombang milimeter 5G mempunyai prospek aplikasi yang lebih luas dalam tob.
Pertama sekali, VR / AR yang disebutkan di atas juga boleh digunakan dalam industri tob.
Sebagai contoh, jurutera boleh menjalankan pemeriksaan jauh peralatan di tempat yang berbeza melalui AR, memberikan bimbingan jauh kepada jurutera di tempat yang berbeza, dan menjalankan penerimaan barang dari jauh di tempat yang berbeza.Semasa tempoh wabak, aplikasi ini boleh membantu perusahaan menyelesaikan masalah praktikal dan mengurangkan kos dengan banyak.
Lihat aplikasi pemulangan video.Kini banyak barisan pengeluaran kilang telah memasang sejumlah besar kamera, termasuk beberapa kamera definisi tinggi untuk pemeriksaan kualiti.Kamera ini mengambil sejumlah besar gambar produk definisi tinggi untuk analisis kecacatan.
Sebagai contoh, COMAC menjalankan analisis retak logam pada sambungan pateri produk dan permukaan yang disembur dengan cara ini.Selepas foto diambil, ia perlu dimuat naik ke platform pengkomputeran awan atau MEC edge, dengan kelajuan pautan atas 700-800mbps.Ia menggunakan struktur bingkai pautan atas gelombang 5G milimeter yang besar, yang boleh dikendalikan dengan mudah.
Pemandangan lain yang berkait rapat dengan teknologi gelombang milimeter 5G ialah kenderaan tanpa pemandu AGV.
Gelombang milimeter 5G menyokong operasi AGV
AGV sebenarnya adalah adegan pemanduan tanpa pemandu miniatur.Kedudukan, navigasi, penjadualan dan pengelakan halangan AGV mempunyai keperluan yang tinggi untuk kelewatan dan kebolehpercayaan rangkaian, serta keperluan yang tinggi untuk keupayaan kedudukan yang tepat.Sebilangan besar kemas kini peta masa nyata AGV juga mengemukakan keperluan untuk lebar jalur rangkaian.
Gelombang milimeter 5G boleh memenuhi sepenuhnya keperluan senario aplikasi AGV di atas.
Pada Januari 2020, Ericsson dan Audi berjaya menguji fungsi urllc 5G dan aplikasi automasi industri praktikal berdasarkan gelombang milimeter 5G di makmal kilang di Kista, Sweden.
Antaranya, mereka bersama-sama membina unit robot, yang disambungkan oleh gelombang milimeter 5G.
Seperti yang ditunjukkan dalam rajah di atas, apabila lengan robot membuat stereng, tirai laser boleh melindungi bahagian pembukaan unit robot.Jika pekerja kilang sampai, berdasarkan kebolehpercayaan tinggi urllc 5G, robot akan berhenti berfungsi serta-merta untuk mengelakkan kecederaan kepada pekerja.
Respons segera ini untuk memastikan kebolehpercayaan adalah mustahil dalam Wi Fi atau 4G tradisional.
Contoh di atas hanyalah sebahagian daripada senario aplikasi gelombang milimeter 5G.Selain Internet perindustrian, gelombang milimeter 5G kuat dalam pembedahan jauh dalam perubatan pintar dan tanpa pemandu dalam Internet kenderaan.
Sebagai teknologi termaju dengan banyak kelebihan seperti kadar tinggi, kapasiti besar, kelewatan masa yang rendah, kebolehpercayaan yang tinggi dan ketepatan kedudukan yang tinggi, gelombang milimeter 5G telah menarik perhatian meluas daripada semua lapisan masyarakat.
Kesimpulan
Abad ke-21 ialah abad data.
Nilai komersial besar yang terkandung dalam data telah diiktiraf oleh dunia.Pada masa kini, hampir semua industri mencari hubungan antara mereka dan data dan mengambil bahagian dalam perlombongan nilai data.
Teknologi ketersambungan yang diwakili oleh 5Gdan teknologi pengkomputeran yang diwakili oleh pengkomputeran awan, data besar dan kecerdasan buatan adalah alat yang sangat diperlukan untuk perlombongan nilai data.
Menggunakan sepenuhnya 5G, terutamanya dalam jalur gelombang milimeter, adalah sama dengan menguasai "kunci emas" transformasi digital, yang bukan sahaja dapat merealisasikan lonjakan inovasi produktiviti, tetapi juga tidak dapat dikalahkan dalam persaingan sengit pada masa hadapan.
Pendek kata, teknologi dan industri 5Ggelombang milimeter telah matang sepenuhnya.Dengan penerapan5Gindustri secara beransur-ansur memasuki kawasan perairan dalam, kita harus meningkatkan pendaratan komersial domestik5Ggelombang milimeter dan merealisasikan pembangunan terkoordinasi gelombang sub-6 dan milimeter.
Masa siaran: Dis-14-2021
