Apa perbedaan antara 5G dan 4G?

Apa perbedaan antara 5G dan 4G?

Cerita hari ini dimulai dengan formula.

Ini adalah formula yang sederhana namun ajaib.Sederhana karena hanya memiliki tiga huruf.Dan itu luar biasa karena merupakan formula yang mengandung misteri teknologi komunikasi.

Rumusnya adalah:

Izinkan saya menjelaskan rumusnya, yaitu rumus fisika dasar, kecepatan cahaya = panjang gelombang * frekuensi.

Tentang rumusnya, Anda dapat mengatakan: apakah itu 1G, 2G, 3G, atau 4G, 5G, semuanya dengan sendirinya.

Kabel?Nirkabel?

Hanya ada dua jenis teknologi komunikasi - komunikasi kabel dan komunikasi nirkabel.

Jika saya menghubungi Anda, data informasi ada di udara (tidak terlihat dan tidak berwujud) atau materi fisik (terlihat dan berwujud).

Jika ditransmisikan pada materi fisik, itu adalah komunikasi kabel.Ini digunakan kawat tembaga, serat optik., dll., Semuanya disebut sebagai media kabel.

Ketika data ditransmisikan melalui media kabel, kecepatannya dapat mencapai nilai yang sangat tinggi.

Misalnya, di laboratorium, kecepatan maksimal satu fiber sudah mencapai 26Tbps;itu adalah dua puluh enam ribu kali kabel tradisional.

Serat Optik

Komunikasi udara adalah hambatan komunikasi seluler.

Standar seluler utama saat ini adalah 4G LTE, kecepatan teoretis hanya 150Mbps (tidak termasuk agregasi operator).Ini sama sekali tidak seberapa dibandingkan dengan kabel.

Karena itu,jika 5G ingin mencapai end-to-end berkecepatan tinggi, titik kritisnya adalah menerobos kemacetan nirkabel.

Seperti yang kita semua tahu, komunikasi nirkabel adalah penggunaan gelombang elektromagnetik untuk komunikasi.Gelombang elektronik dan gelombang cahaya keduanya gelombang elektromagnetik.

Frekuensinya menentukan fungsi gelombang elektromagnetik.Gelombang elektromagnetik frekuensi yang berbeda memiliki karakteristik yang berbeda dan dengan demikian memiliki kegunaan lain.

Misalnya, sinar gamma frekuensi tinggi memiliki tingkat kematian yang signifikan dan dapat digunakan untuk mengobati tumor.

Kami saat ini terutama menggunakan gelombang listrik untuk komunikasi.tentu saja, ada peningkatan komunikasi optik, seperti LIFI.

LiFi (light fidelity), komunikasi cahaya tampak.

Mari kita kembali ke gelombang radio dulu.

Elektronik termasuk jenis gelombang elektromagnetik.Sumber daya frekuensinya terbatas.

Kami membagi frekuensi menjadi beberapa bagian dan menetapkannya ke berbagai objek dan kegunaan untuk menghindari interferensi dan konflik.

Penggunaan gelombang radio frekuensi yang berbeda

Kami terutama menggunakanMF-SHFuntuk komunikasi ponsel.

Misalnya, "GSM900" dan "CDMA800" sering mengacu pada GSM yang beroperasi pada 900MHz dan CDMA yang beroperasi pada 800MHz.

Saat ini, standar teknologi 4G LTE utama dunia adalah milik UHF dan SHF.

Cina terutama menggunakan SHF

Seperti yang Anda lihat, dengan perkembangan 1G, 2G, 3G, 4G, frekuensi radio yang digunakan semakin tinggi.

Mengapa?

Ini terutama karena semakin tinggi frekuensi, semakin banyak sumber daya frekuensi yang tersedia.Semakin banyak sumber daya frekuensi yang tersedia, semakin tinggi laju transmisi yang dapat dicapai.

Frekuensi yang lebih tinggi berarti lebih banyak sumber daya, yang berarti kecepatan lebih cepat.

Jadi, apa 5G menggunakan frekuensi tertentu?

Seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Rentang frekuensi 5G dibagi menjadi dua jenis: satu di bawah 6GHz, yang tidak terlalu berbeda dengan 2G, 3G, 4G kita saat ini, dan lainnya, yang tinggi, di atas 24GHz.

Saat ini, 28GHz adalah pita uji internasional terkemuka (pita frekuensi juga dapat menjadi pita frekuensi komersial pertama untuk 5G)

Jika dihitung dengan 28GHz, sesuai dengan rumus yang kami sebutkan di atas:

Nah, itulah fitur teknis pertama dari 5G

Gelombang milimeter

Izinkan saya untuk menunjukkan tabel frekuensi lagi:

Harap perhatikan intinya.Apakah itugelombang milimeter!

Nah, karena frekuensi tinggi sangat bagus, mengapa kita tidak menggunakan frekuensi tinggi sebelumnya?

Alasannya sederhana:

–bukannya Anda tidak ingin menggunakannya.Ini adalah bahwa Anda tidak mampu membelinya.

Karakteristik gelombang elektromagnetik yang luar biasa: semakin tinggi frekuensinya, semakin pendek panjang gelombangnya, semakin dekat dengan perambatan linier (semakin buruk kemampuan difraksinya).Semakin tinggi frekuensi, semakin besar atenuasi dalam medium.

Lihatlah pena laser Anda (panjang gelombang sekitar 635 nm).Cahaya yang dipancarkan lurus.Jika Anda memblokirnya, Anda tidak dapat melewatinya.

Kemudian lihat komunikasi satelit dan navigasi GPS (panjang gelombang sekitar 1cm).Jika ada halangan, tidak akan ada sinyal.

Panci besar satelit harus dikalibrasi untuk mengarahkan satelit ke arah yang benar, atau bahkan sedikit ketidaksejajaran akan mempengaruhi kualitas sinyal.

Jika komunikasi seluler menggunakan pita frekuensi tinggi, masalah yang paling signifikan adalah jarak transmisi yang diperpendek secara signifikan, dan kemampuan jangkauan sangat berkurang.

Untuk menjangkau area yang sama, jumlah BTS 5G yang dibutuhkan akan jauh melebihi 4G.

Apa yang dimaksud dengan jumlah BTS?Uang, investasi, dan biaya.

Semakin rendah frekuensinya, semakin murah jaringannya, dan semakin kompetitif.Itu sebabnya semua operator berjuang untuk pita frekuensi rendah.

Beberapa pita bahkan disebut – pita frekuensi emas.

Oleh karena itu, berdasarkan alasan di atas, dengan premis frekuensi tinggi, untuk mengurangi tekanan biaya pembangunan jaringan, 5G harus mencari jalan keluar baru.

Dan apa jalan keluarnya?

Pertama, ada stasiun pangkalan mikro.

Stasiun pangkalan mikro

Ada dua jenis BTS, BTS mikro dan BTS makro.Lihat namanya, dan stasiun pangkalan mikro kecil;stasiun pangkalan makro sangat besar.

Pemancar makro:

Untuk menutupi area yang luas.

Stasiun pangkalan mikro:

Sangat kecil.

Banyak BTS mikro sekarang, terutama di daerah perkotaan dan dalam ruangan, sering terlihat.

Di masa mendatang, jika berbicara tentang 5G, akan ada lebih banyak lagi, dan akan dipasang di mana-mana, hampir di mana-mana.

Anda mungkin bertanya, apakah akan ada dampak pada tubuh manusia jika ada begitu banyak stasiun pangkalan?

Jawaban saya adalah –tidak.

Semakin banyak stasiun pangkalan, semakin sedikit radiasi yang ada.

Coba pikirkan, di musim dingin, di rumah dengan sekelompok orang, apakah lebih baik memiliki satu pemanas berdaya tinggi atau beberapa pemanas berdaya rendah?

Base station kecil, daya rendah dan cocok untuk semua orang.

Kalau base station saja besar, radiasinya signifikan dan terlalu jauh, tidak ada sinyal.

Dimana antenanya?

Pernahkah Anda memperhatikan bahwa ponsel memiliki antena yang panjang di masa lalu, dan ponsel awal memiliki antena kecil?Mengapa kita tidak memiliki antena sekarang?

Nah, bukan berarti kita tidak membutuhkan antena;itu karena antena kami semakin kecil.

Menurut karakteristik antena, panjang antena harus sebanding dengan panjang gelombang, kira-kira antara 1/10 ~1/4

Seiring perubahan waktu, frekuensi komunikasi ponsel kita semakin tinggi, dan panjang gelombang semakin pendek, dan antena juga akan menjadi lebih cepat.

Komunikasi gelombang milimeter, antena juga menjadi tingkat milimeter

Artinya, antena dapat dimasukkan seluruhnya ke dalam ponsel dan bahkan beberapa antena.

Ini adalah kunci ketiga dari 5G

Massive MIMO (Teknologi multi-antena)

MIMO, yang berarti banyak masukan, banyak keluaran.

Di era LTE, kita sudah memiliki MIMO, namun jumlah antenanya tidak terlalu banyak, dan hanya bisa dikatakan MIMO versi sebelumnya.

Di era 5G, teknologi MIMO menjadi versi yang disempurnakan dari Massive MIMO.

Ponsel bisa diisi dengan banyak antena, belum lagi menara seluler.

Di base station sebelumnya, hanya ada beberapa antena.

Di era 5G, jumlah antena tidak diukur dengan potongan tetapi dengan susunan antena “Array”.

Namun, antena tidak boleh terlalu berdekatan.

Karena karakteristik antena, susunan multi-antena mensyaratkan bahwa jarak antar antena harus dijaga di atas setengah panjang gelombang.Jika mereka terlalu dekat, mereka akan mengganggu satu sama lain dan mempengaruhi pengiriman dan penerimaan sinyal.

Ketika stasiun pangkalan mentransmisikan sinyal, itu seperti bola lampu.

Sinyal dipancarkan ke lingkungan.Untuk penerangan tentunya adalah untuk menerangi seluruh ruangan.Jika hanya untuk mengilustrasikan area atau objek tertentu, sebagian besar cahaya terbuang sia-sia.

Stasiun pangkalannya sama;banyak energi dan sumber daya yang terbuang percuma.

Jadi, apakah kita dapat menemukan tangan tak terlihat untuk mengikat cahaya yang tersebar?

Ini tidak hanya menghemat energi tetapi juga memastikan bahwa area yang akan diterangi memiliki cukup cahaya.

Jawabannya iya.

IniBeamforming

Beamforming atau penyaringan spasial adalah teknik pemrosesan sinyal yang digunakan dalam susunan sensor untuk transmisi atau penerimaan sinyal terarah.Hal ini dicapai dengan mengkombinasikan elemen-elemen dalam susunan antena sehingga sinyal pada sudut tertentu mengalami interferensi konstruktif sementara yang lain mengalami interferensi destruktif.Beamforming dapat digunakan pada ujung transmisi dan penerima untuk mencapai selektivitas spasial.

Teknologi multiplexing spasial ini telah berubah dari cakupan sinyal omnidirectional menjadi layanan terarah yang tepat, tidak akan mengganggu antara balok di ruang yang sama untuk menyediakan lebih banyak tautan komunikasi, secara signifikan meningkatkan kapasitas layanan stasiun pangkalan.

Dalam jaringan seluler saat ini, meskipun dua orang saling menelepon secara langsung, sinyal diteruskan melalui stasiun pangkalan, termasuk sinyal kontrol dan paket data.

Namun di era 5G, situasi ini belum tentu demikian.

Fitur signifikan kelima dari 5G —D2Dadalah perangkat ke perangkat.

Di era 5G, jika dua pengguna di bawah stasiun pangkalan yang sama saling berkomunikasi, data mereka tidak lagi diteruskan melalui stasiun pangkalan tetapi langsung ke ponsel.

Dengan cara ini, menghemat banyak sumber daya udara dan mengurangi tekanan pada stasiun pangkalan.

Tapi, jika Anda berpikir Anda tidak perlu membayar dengan cara ini, maka Anda salah.

Pesan kontrol juga harus dikirim dari stasiun pangkalan;Anda menggunakan sumber daya spektrum.Bagaimana bisa Operator membiarkanmu pergi?

Teknologi komunikasi bukanlah hal yang misterius;sebagai permata mahkota teknologi komunikasi, 5G bukanlah teknologi revolusi inovasi yang tidak terjangkau;itu lebih merupakan evolusi teknologi komunikasi yang ada.

Seperti yang dikatakan seorang ahli—

Batasan teknologi komunikasi tidak terbatas pada batasan teknis tetapi kesimpulan berdasarkan matematika yang ketat, yang tidak mungkin dipatahkan dengan cepat.

Dan bagaimana mengeksplorasi lebih jauh potensi komunikasi dalam lingkup prinsip ilmiah adalah pengejaran tak kenal lelah dari banyak orang di industri komunikasi.