2021 жылы жаһандық 5G желісінің құрылысы мен дамуы үлкен жетістіктерге жетті.GSA тамызда жариялаған деректерге сәйкес, 70-тен астам ел мен аймақтағы 175-тен астам оператор 5G коммерциялық қызметтерін іске қосты.5G-ге инвестиция салып жатқан 285 оператор бар.Қытайдың 5G құрылыс қарқыны әлемде алдыңғы қатарда.Қытайдағы 5G базалық станцияларының саны миллионнан асты, таңғаларлық 1159000-ға жетті, бұл әлемнің 70%-дан астамын құрайды.Басқаша айтқанда, әлемдегі әрбір үш 5G базалық станциясының екеуі Қытайда орналасқан.
5G базалық станциясы
5G желісінің инфрақұрылымын үздіксіз жетілдіру тұтынушылық интернет пен өнеркәсіптік интернетке 5G-нің қосылуын жылдамдатты.Әсіресе тік өнеркәсіпте Қытайда өнеркәсіптік өндіріс, энергетика және энергетика, порттар, шахталар, логистика және көлік сияқты көптеген салаларды қамтитын 10000-нан астам 5G қолдану жағдайлары бар.
5G отандық кәсіпорындардың цифрлық трансформациясының өткір қаруына және бүкіл қоғамдағы цифрлық экономиканы сапалы дамытудың қозғалтқышына айналғаны сөзсіз.
Дегенмен, 5G қолданбалары жеделдетілгенімен, біз қолданыстағы 5G технологиясының кейбір арнайы салалық қолдану сценарийлерінде «біліксіздік» күйін көрсете бастағанын көреміз.Қарқыны, сыйымдылығы, кешігуі және сенімділігі бойынша ол сценарий талаптарының 100% қанағаттандыра алмайды.
Неліктен?Адамдар көп күтетін 5G-ге үлкен жауапкершілік болу әлі қиын ба?
Әрине жоқ.5G-нің «жетімсіз» болуының басты себебі – біз тек «жарты 5G» қолданамыз.
Менің ойымша, көптеген адамдар 5G стандарты жалғыз болса да, екі жиілік диапазоны бар екенін біледі.Біреуі 6 ГГц-тен кіші диапазон деп аталады, ал жиілік диапазоны 6 ГГц-тен төмен (дәл 7,125 ГГц-тен төмен).Екіншісі миллиметрлік толқын диапазоны деп аталады, ал жиілік диапазоны 24 ГГц-тен жоғары.
Екі жиілік диапазонының диапазонын салыстыру
Қазіргі уақытта Қытайда 6 ГГц-тен төмен диапазонның тек 5G диапазоны коммерциялық қол жетімді және 5G коммерциялық миллиметрлік толқын диапазоны жоқ.Сондықтан 5G-нің барлық энергиясы толығымен босатылған жоқ.
Миллиметрлік толқынның техникалық артықшылықтары
6 ГГц-тен төмен диапазондағы 5G және миллиметрлік толқын диапазонындағы 5G 5G болса да, өнімділік сипаттамаларында үлкен айырмашылықтар бар.
Орта мектептің физика оқулықтарындағы білімге сәйкес, сымсыз электромагниттік толқынның жиілігі неғұрлым жоғары болса, толқын ұзындығы соғұрлым қысқа және дифракциялық қабілеті нашар болады.Оның үстіне, жиілік неғұрлым жоғары болса, ену жоғалуы соғұрлым жоғары болады.Сондықтан миллиметрлік толқын диапазонының 5G қамтуы бұрынғыға қарағанда әлсіз екені анық.Бұл Қытайда алғаш рет коммерциялық миллиметрлік толқынның болмауының басты себебі, сонымен қатар адамдардың миллиметрлік толқынға күмәндануының себебі.
Шындығында, бұл мәселенің терең логикасы мен ақиқаты әркімнің қиялындағыдай емес.Басқаша айтқанда, бізде миллиметрлік толқындар туралы қате пікірлер бар.
Ең алдымен, технология тұрғысынан біз консенсусқа ие болуымыз керек, яғни қолданыстағы негізгі коммуникациялық теорияда революциялық өзгерістердің болмауы жағдайында, егер біз желі жылдамдығы мен өткізу қабілеттілігін одан әрі айтарлықтай жақсартқымыз келсе, біз тек спектрдегі мәселе.
Жоғары жиілік диапазондарынан бай спектр ресурстарын іздеу ұялы байланыс технологиясын дамыту үшін сөзсіз таңдау болып табылады.Бұл қазір миллиметрлік толқындарға және болашақта 6G үшін қолданылуы мүмкін терагерцке қатысты.
Миллиметрлік толқын спектрінің схемалық диаграммасы
Қазіргі уақытта кіші 6 ГГц диапазонының максималды өткізу жолағы 100 МГц (тіпті шетелде кейбір жерлерде 10 МГц немесе 20 МГц).5 Гбит/с немесе тіпті 10 Гбит/с жылдамдыққа жету өте қиын.
5G миллиметрлік толқын диапазоны 200-800 мГц жетеді, бұл жоғарыда аталған мақсаттарға жетуді айтарлықтай жеңілдетеді.
Жақында, 2021 жылдың тамызында Qualcomm Қытайда алғаш рет 5G SA қос қосылымын (nr-dc) жүзеге асыру үшін ZTE-мен қол ұшын берді.26 ГГц миллиметрлік толқын диапазонындағы 200 МГц тасымалдаушы арнаға және 3,5 ГГц диапазонындағы 100 МГц өткізу қабілетіне негізделген Qualcomm бір пайдаланушының 2,43 Гбит/с-тан асатын төмен байланыс шыңына жету үшін бірге жұмыс істеді.
Екі компания сонымен қатар 26 ГГц миллиметрлік толқын диапазонындағы төрт 200 МГц тасымалдаушы арнаға негізделген 5 Гбит/с асатын бір пайдаланушының төмен байланысының ең жоғары жылдамдығына жету үшін тасымалдаушыларды біріктіру технологиясын пайдаланады.
Осы жылдың маусым айында MWC Барселона көрмесінде Qualcomm Xiaolong X65, n261 миллиметрлік толқын диапазонына (бір тасымалдаушы өткізу қабілеттілігі 100 МГц) және n77 өткізу жолағындағы 100 МГц өткізу жолағына негізделген 8 арналы біріктіруді пайдалану арқылы 10,5 Гбит/с жоғары жылдамдықты жүзеге асырды.Бұл саладағы ең жылдам ұялы байланыс жылдамдығы.
100 МГц және 200 МГц бір тасымалдаушы өткізу қабілеттілігі бұл әсерге қол жеткізе алады.Болашақта 400 МГц және 800 МГц бір тасымалдаушы негізінде ол 10 Гбит/с асатын жылдамдыққа жететіні сөзсіз!
Жылдамдықтың айтарлықтай өсуінен басқа, миллиметрлік толқынның тағы бір артықшылығы - кешіктірудің төмендеуі.
Ішкі тасымалдаушы аралық болғандықтан, 5G миллиметрлік толқынның кешігуі 6 ГГц-тен төмен толқынның төрттен бірін құрауы мүмкін.Сынақ тексеруіне сәйкес,
5G миллиметрлік толқынның ауа интерфейсінің кешігуі 1 мс, ал бару кідірісі 4 мс болуы мүмкін, бұл өте жақсы.
Миллиметрлік толқынның үшінші артықшылығы - оның шағын өлшемі.
Миллиметрлік толқынның толқын ұзындығы өте қысқа, сондықтан оның антеннасы өте қысқа.Осылайша, миллиметрлік толқындық жабдықтың көлемін одан әрі азайтуға болады және интеграцияның жоғары дәрежесіне ие болады.Өндірушілер үшін өнімдерді жобалаудағы қиындықтар азаяды, бұл базалық станциялар мен терминалдарды кішірейтуге ықпал етеді.
Миллиметрлік толқынды антенна (сары бөлшектер антенна осцилляторлары)
Неғұрлым тығыз кең ауқымды антенна массивтері және антенналық осцилляторлар да сәулені қалыптастыруды қолдану үшін өте тиімді.Миллиметрлік толқын антеннасының сәулесі алысырақ ойнай алады және кедергіге қарсы қабілетке ие, бұл қамтудың кемшілігінің орнын толтыруға қолайлы.
Неғұрлым осцилляторлар көп болса, сәуле соғұрлым тар және қашықтық ұзарады
Миллиметрлік толқынның төртінші артықшылығы оның жоғары дәлдіктегі орналасу мүмкіндігі.
Сымсыз жүйенің орналасу мүмкіндігі оның толқын ұзындығымен тығыз байланысты.Толқын ұзындығы неғұрлым қысқа болса, позициялау дәлдігі соғұрлым жоғары болады.
Миллиметрлік толқынның орналасуы сантиметр деңгейіне дейін немесе одан да төменірек болуы мүмкін.Сондықтан көптеген автомобильдер қазір миллиметрлік толқынды радарды пайдаланады.
Миллиметрлік толқынның артықшылықтарын айта отырып, қайта оралып, миллиметрлік толқынның кемшіліктері туралы сөйлесейік.
Кез келген (Коммуникациялық) технологияның өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар.Миллиметрлік толқынның кемшілігі оның әлсіз енуі және қысқа жабуы болып табылады.
Бұрын біз миллиметрлік толқын сәулеленуді жақсарту арқылы қамту қашықтығын арттыра алатынын айтқан болатынбыз.Басқаша айтқанда, антенналардың үлкен санының энергиясы белгілі бір бағытта сигналды күшейту үшін белгілі бір бағытта шоғырланған.
Енді миллиметрлік толқын көп сәулелік технология арқылы ұтқырлық мәселесін шешу үшін жоғары кірісті бағытталған жиым антеннасын қабылдайды.Практикалық нәтижелерге сәйкес, тар сәулені қолдайтын аналогтық сәулелендіргіш 24 ГГц-тен жоғары жиілік диапазонында айтарлықтай жол жоғалтуын тиімді жеңе алады.
Жоғары күшейту бағыты бар антенна массиві
Сәулеленуден басқа, миллиметрлік толқын көп сәулесі сәулені ауыстыруды, сәулені бағыттауды және сәулені бақылауды жақсырақ жүзеге асыра алады.
Арқалық коммутация сигналдың жақсырақ әсеріне қол жеткізу үшін үздіксіз өзгеретін ортада ақылға қонымды ауысу үшін терминалдың неғұрлым қолайлы үміткер сәулелерді таңдай алатындығын білдіреді.
Сәулелік бағыттау терминалдың gnodeb-тен түскен сәуле бағытына сәйкес келу үшін жоғары байланыс сәулесінің бағытын өзгерте алатынын білдіреді.
Сәулені қадағалау терминалдың әртүрлі сәулелерді gnodeb-тен ажырата алатынын білдіреді.Антеннаның күшті өсуіне қол жеткізу үшін сәуле терминалдың қозғалысымен қозғала алады.
Миллиметрлік толқынды күшейтілген сәулені басқару мүмкіндігі сигнал сенімділігін тиімді түрде жақсарта алады және сигналдың жоғарылауына қол жеткізе алады.
Миллиметрлік толқын сонымен қатар тік әртүрлілік пен көлденең әртүрлілік арқылы блоктау мәселесін шешу үшін жолдың әртүрлілігін қабылдай алады.
Модельдеу эффектісі жолдың әртүрлілігін көрсету
Терминал жағында терминал антеннасының әртүрлілігі сигналдың сенімділігін жақсартады, қолды блоктау мәселесін жеңілдетеді және пайдаланушының кездейсоқ бағдарлануынан туындаған әсерді азайтады.
Терминалды әртүрлілікті модельдеу эффектісін көрсету
Қорытындылай келе, миллиметрлік толқындардың шағылысу технологиясы мен жолдың әртүрлілігін терең зерттеу арқылы миллиметрлік толқынның қамтуы айтарлықтай жақсарды және жетілдірілген көп сәулелік технология арқылы көрінбейтін (NLOS) беру жүзеге асырылды.Технология тұрғысынан миллиметрлік толқын алдыңғы тығырықты шешіп, коммерциялық сұранысты толығымен қанағаттандыра алатын барған сайын жетілген.
Өнеркәсіптік тізбек бойынша 5Gмиллиметрлік толқын да сіз ойлағаннан әлдеқайда жетілген.
Өткен айда Қытай Unicom ғылыми-зерттеу институтының сымсыз технологияларды зерттеу орталығының директоры Фучанг Ли «қазіргі уақытта миллиметрлік толқындық өнеркәсіп тізбегінің мүмкіндігі жетілгенін» анық айтты.
Жыл басындағы MWC Shanghai көрмесінде отандық операторлар да былай деді: «Спектр, стандарттар және өнеркәсіптің қолдауымен миллиметрлік толқын коммерцияландырудың оң ілгерілеуіне қол жеткізді. 2022 жылға қарай 5Gмиллиметрлік толқын ауқымды коммерциялық сыйымдылыққа ие болады».
Миллиметрлік толқынға өтінім берілді
Миллиметрлік толқынның техникалық артықшылықтарын аяқтағаннан кейін оны қолданудың нақты сценарийлерін қарастырайық.
Бәріміз білетіндей, технологияны пайдаланудың ең маңыздысы «күшті жақтарын дамытып, әлсіз жақтарды болдырмау».Басқаша айтқанда, сценарийде оның артықшылықтарына толық мүмкіндік беретін технология қолданылуы керек.
5G миллиметрлік толқынның артықшылығы жылдамдық, сыйымдылық және уақытты кешіктіру болып табылады.Сондықтан ол әуежайларға, вокзалдарға, театрларға, гимназияларға және басқа да халық тығыз орналасқан орындарға, сондай-ақ өнеркәсіптік өндіріс, қашықтан басқару, көлік құралдарының интернеті және т.
Арнайы қолданбалы өрістер тұрғысынан виртуалды шындық, жоғары жылдамдықты қол жеткізу, өнеркәсіптік автоматтандыру, медициналық денсаулық, интеллектуалды көлік және т.б. барлығы 5G миллиметрлік толқынды қолдануға болатын орындар болып табылады.
Интернетті тұтыну үшін.
Қарапайым жеке пайдаланушылар үшін өткізу қабілеттілігінің ең үлкен сұранысы бейнеден, ал кешіктірудің ең үлкен сұранысы ойындардан келеді.VR / AR технологиясы (виртуалды шындық / толықтырылған шындық) өткізу қабілеттілігі мен кідіріс үшін қос талаптарға ие.
VR / AR технологиясы қарқынды дамып келеді, соның ішінде жақында өте ыстық метауниверс, ол да олармен тығыз байланысты.
Керемет иммерсивті тәжірибе алу және бас айналуды толығымен жою үшін VR бейне ажыратымдылығы 8K (тіпті 16K және 32K) жоғары болуы керек және кідіріс 7 мс аралығында болуы керек.5G миллиметрлік толқын ең қолайлы сымсыз тарату технологиясы екені күмәнсіз.
Qualcomm және Ericsson 5G миллиметрлік толқын негізінде XR сынағы жүргізді, әрбір пайдаланушыға секундына 90 кадр және 2К әкелді × 2K ажыратымдылығы бар XR тәжірибесі, кідірісі 20 мс-ден аз және орташа төменнен 50 Мбит/с жоғары төмен өткізу қабілеті.
Сынақ нәтижелері көрсеткендей, 100 МГц жүйелік өткізу қабілеті бар бір ғана gnodeb бір уақытта алты XR пайдаланушысының 5G қолжетімділігін қолдай алады.Болашақта 5G мүмкіндіктерін қолдау арқылы 12-ден астам пайдаланушының бір уақытта қол жеткізуін қолдау перспективалы.
XR сынағы
C-соңғы тұтынушы пайдаланушылары үшін 5G миллиметрлік толқын бетін қолданудың тағы бір маңызды сценарийі - ауқымды спорттық іс-шаралардың тікелей трансляциясы.
2021 жылдың ақпан айында Раймонд Джеймс стадионында американдық футбол маусымының финалы «супер боулинг» өтті.
Qualcomm көмегімен АҚШ-тың танымал операторы Verizon стадионды 5G миллиметрлік толқын технологиясын қолдана отырып, әлемдегі ең жылдам интернет-стадионға айналдырды.
Жарыс кезінде 5G миллиметрлік толқын желісі жалпы трафиктің 4,5 TB-тан астамын тасымалдады.Кейбір сценарийлерде ең жоғары жылдамдық 3 Гбит/с-қа дейін жоғары болды, бұл 4G LTE-ден шамамен 20 есе көп.
Жоғары қосылу жылдамдығына келетін болсақ, бұл супер тостаған 5G миллиметрлік толқынды таратуды қолданатын әлемдегі алғашқы маңызды оқиға.Миллиметрлік толқын жақтауының құрылымы икемді, ал жоғары және төмен байланыс жақтауларының арақатынасын жоғары қосылым өткізу қабілетіне қол жеткізу үшін реттеуге болады.
Дала деректеріне сәйкес, тіпті ең жоғары сағаттарда да 5G миллиметрлік толқын 4G LTE-ге қарағанда 50% жылдамырақ.Күшті uplink мүмкіндігінің көмегімен жанкүйерлер ойынның тамаша сәттерімен бөлісу үшін фотосуреттер мен бейнелерді жүктей алады.
Verizon сонымен қатар жанкүйерлерге 7 арналы ағынды HD тікелей ойындарын бір уақытта көруге қолдау көрсететін қосымша жасады және 7 камера ойындарды әртүрлі бұрыштардан ұсынады.
2022 жылы Бейжіңде 24-ші қысқы Олимпиада ойындары ашылады.Ол кезде аудитория ұялы телефондары әкелетін қолжетімділік пен трафик сұранысы ғана емес, сонымен қатар БАҚ әкелетін қайтарылатын деректер сұранысы болады.Атап айтқанда, көп арналы 4K HD бейне сигналы және панорамалық камераның бейне сигналы (VR көру үшін пайдаланылады) мобильді байланыс желісінің жоғары қосылу өткізу қабілетіне үлкен қиындық тудырады.
Осы қиындықтарға жауап ретінде China Unicom 5G миллиметрлік толқын технологиясымен белсенді түрде әрекет етуді жоспарлап отыр.
Осы жылдың мамыр айында ZTE, China Unicom және Qualcomm сынақ жүргізді.5G миллиметрлік толқынды + үлкен желілік жақтау құрылымын пайдаланып, нақты уақытта жиналған 8K бейне мазмұнын тұрақты түрде кері жіберуге болады және соңында сәтті қабылданып, қабылдау соңында ойнатылады.
Тік салалық қолдану сценарийін қарастырайық.
5G миллиметрлік толқынның тобта кеңірек қолдану мүмкіндігі бар.
Біріншіден, жоғарыда аталған VR / AR тоб индустриясында да қолданылуы мүмкін.
Мысалы, инженерлер AR арқылы әртүрлі жерлерде жабдықты қашықтықтан тексеруді жүргізе алады, әртүрлі жерлерде инженерлерге қашықтықтан басшылық жасай алады және әртүрлі жерлерде тауарларды қашықтықтан қабылдауды жүргізе алады.Эпидемия кезеңінде бұл қолданбалар кәсіпорындарға практикалық мәселелерді шешуге және шығындарды айтарлықтай азайтуға көмектеседі.
Бейнені қайтару қолданбасын қараңыз.Қазір көптеген зауыттық өндірістік желілерде көптеген камералар, соның ішінде сапаны тексеру үшін кейбір жоғары ажыратымдылықтағы камералар орнатылды.Бұл камералар ақауларды талдау үшін ажыратымдылығы жоғары өнім суреттерінің көп санын алады.
Мысалы, COMAC осылайша өнімнің дәнекерленген қосылыстары мен шашыратылған беттерінде металл жарықшақтар талдауын жүргізеді.Фотосуреттер түсірілгеннен кейін оларды 700-800 Мбит/с жылдамдықпен бұлтқа немесе MEC Edge есептеу платформасына жүктеп салу керек.Ол оңай өңдеуге болатын 5G миллиметрлік толқынды үлкен рамалық құрылымды қабылдайды.
5G миллиметрлік толқын технологиясымен тығыз байланысты тағы бір көрініс - AGV ұшқышсыз көлік.
5G миллиметрлік толқын AGV жұмысын қолдайды
AGV шын мәнінде миниатюризацияланған ұшқышсыз жүргізу сахнасы болып табылады.AGV позициясын анықтау, навигациялау, жоспарлау және кедергілерді болдырмау желілік кідіріс пен сенімділікке жоғары талаптарды, сондай-ақ дәл орналасу мүмкіндігіне жоғары талаптарды қояды.AGV картасының нақты уақыттағы көптеген жаңартулары сонымен қатар желінің өткізу қабілетіне талаптар қояды.
5G миллиметрлік толқын AGV қолдану сценарийлерінің жоғарыдағы талаптарына толық жауап бере алады.
2020 жылдың қаңтарында Ericsson және Audi компаниялары Швецияның Киста қаласындағы зауыт зертханасында 5G urllc функциясы мен 5G миллиметрлік толқынға негізделген өндірістік автоматтандырудың практикалық қосымшасын сәтті сынақтан өткізді.
Олардың ішінде олар 5G миллиметрлік толқын арқылы қосылған робот блогын бірлесіп құрастырды.
Жоғарыдағы суретте көрсетілгендей, робот қолы рульді жасаған кезде, лазерлік перде робот бөлігінің ашылатын жағын қорғай алады.Егер зауыт жұмысшылары 5G urllc жоғары сенімділігі негізінде қол жеткізсе, робот жұмысшыларды жарақаттамау үшін жұмысын дереу тоқтатады.
Сенімділікті қамтамасыз ету үшін бұл жылдам жауап дәстүрлі Wi-Fi немесе 4G-де мүмкін емес.
Жоғарыда келтірілген мысал 5G миллиметрлік толқынды қолдану сценарийінің бір бөлігі ғана.Өнеркәсіптік интернеттен басқа, 5G миллиметрлік толқын ақылды медицинада қашықтан хирургияда күшті және көліктер интернетінде жүргізушісіз.
Жоғары жылдамдық, үлкен сыйымдылық, аз уақыт кешігуі, жоғары сенімділік және жоғары позициялау дәлдігі сияқты көптеген артықшылықтары бар озық технология ретінде 5G миллиметрлік толқын өмірдің барлық салаларында үлкен назар аударды.
Қорытынды
ХХІ ғасыр – деректер ғасыры.
Деректердегі орасан зор коммерциялық құнды дүние мойындады.Қазіргі уақытта барлық дерлік салалар өздері мен деректер арасындағы қарым-қатынасты іздейді және деректер құнын өндіруге қатысады.
5G арқылы ұсынылған қосылу технологияларыжәне бұлтты есептеулер, үлкен деректер және жасанды интеллект арқылы ұсынылған есептеу технологиялары деректер құндылығын анықтау үшін таптырмас құрал болып табылады.
5G-ті, әсіресе миллиметрлік толқын диапазонында толық пайдалану, өнімділіктің инновациялық секірісін жүзеге асырып қана қоймай, сонымен бірге болашақта қатаң бәсекелестікте жеңілмейтін цифрлық трансформацияның «алтын кілтін» меңгерумен бірдей.
Бір сөзбен айтқанда, 5G технологиясы мен индустриясымиллиметрлік толқын толығымен жетілді.қолдануымен5Gөнеркәсіп бірте-бірте терең су аймағына еніп жатқандықтан, біз отандық коммерциялық қонуды күшейтуіміз керек5Gмиллиметрлік толқын және 6-дан кіші және миллиметрлік толқындардың үйлестірілген дамуын жүзеге асырады.
Жіберу уақыты: 14 желтоқсан 2021 ж
