Ing taun 2021, pambangunan lan pangembangan jaringan 5G global wis entuk prestasi sing apik.Miturut data sing dirilis dening GSA ing wulan Agustus, luwih saka 175 operator ing luwih saka 70 negara lan wilayah wis ngluncurake layanan komersial 5G.Ana 285 operator sing nandur modal ing 5G.Laju konstruksi 5G China ana ing ngarep ing jagad iki.Jumlah stasiun pangkalan 5G ing China wis ngluwihi siji yuta, tekan 1159000 sing nggumunake, kanthi luwih saka 70% ing jagad iki.Kanthi tembung liyane, kanggo saben telung stasiun pangkalan 5G ing saindenging jagad, loro ana ing China.
Stasiun pangkalan 5G
Peningkatan terus-terusan infrastruktur jaringan 5G wis nyepetake landing 5G ing Internet konsumen lan Internet industri.Utamane ing industri vertikal, ana luwih saka 10000 kasus aplikasi 5G ing China, kalebu akeh lapangan kayata manufaktur industri, energi lan daya, pelabuhan, tambang, logistik lan transportasi.
Ora ana keraguan manawa 5G wis dadi gaman sing cetha kanggo transformasi digital perusahaan domestik lan mesin kanggo pangembangan ekonomi digital sing berkualitas ing kabeh masyarakat.
Nanging, nalika aplikasi 5G digawe cepet, kita bakal nemokake manawa teknologi 5G sing wis ana wis wiwit nuduhake kahanan "incompetence" ing sawetara skenario aplikasi industri khusus.Ing babagan tingkat, kapasitas, wektu tundha lan linuwih, ora bisa nyukupi 100% syarat skenario.
Kenging punapa?Apa 5G, sing dikarepake banget dening wong, isih angel dadi tanggung jawab gedhe?
Mesthi ora.Alesan utama kenapa 5G "ora nyukupi" yaiku kita mung nggunakake "setengah 5G".
Aku yakin akeh wong sing ngerti manawa standar 5G mung siji, nanging ana rong pita frekuensi.Siji diarani pita sub-6 GHz, lan rentang frekuensi ing ngisor 6GHz (akurat, ing ngisor 7.125Ghz).Sing liyane diarani pita gelombang milimeter, lan rentang frekuensi luwih saka 24GHz.
Perbandingan jarak rong pita frekuensi
Saiki, mung 5G band sub-6 GHz sing kasedhiya sacara komersial ing China, lan ora ana pita gelombang milimeter komersial 5G.Mula, kabeh energi 5G durung dirilis kanthi lengkap.
Kaluwihan teknis gelombang milimeter
Sanajan 5G ing pita sub-6 GHz lan 5G ing pita gelombang milimeter yaiku 5G, ana bedane karakteristik kinerja.
Miturut kawruh ing buku teks fisika sekolah menengah, sing luwih dhuwur frekuensi gelombang elektromagnetik nirkabel, sing luwih cendhek dawa gelombang, lan luwih elek kemampuan difraksi.Kajaba iku, sing luwih dhuwur frekuensi, sing luwih gedhe mundhut seng nembus.Mulane, jangkoan 5G saka pita gelombang milimeter jelas luwih lemah tinimbang sing sadurunge.Iki minangka alesan utama kenapa ora ana gelombang milimeter komersial kanggo pisanan ing China, lan uga dadi sebab kenapa wong takon gelombang milimeter.
Nyatane, logika lan bebener sing jero babagan masalah iki ora padha karo imajinasi saben wong.Ing tembung liyane, kita bener duwe sawetara prasangka salah babagan gelombang milimeter.
Kaping pisanan, saka sudut pandang teknologi, kita kudu duwe konsensus, yaiku, miturut premis ora ana owah-owahan revolusioner ing teori komunikasi dhasar sing ana, yen kita pengin luwih akeh nambah tingkat jaringan lan bandwidth, kita mung bisa nggawe masalah ing spektrum.
Nggoleki sumber daya spektrum sing luwih sugih saka pita frekuensi sing luwih dhuwur minangka pilihan sing ora bisa ditindakake kanggo pangembangan teknologi komunikasi seluler.Iki bener kanggo gelombang milimeter saiki lan terahertz sing bisa digunakake kanggo 6G ing mangsa ngarep.
Diagram skematis spektrum gelombang milimeter
Saiki, band sub-6 GHz nduweni bandwidth maksimal 100MHz (malah 10MHz utawa 20MHz ing sawetara panggonan ing luar negeri).Iku angel banget kanggo entuk tingkat 5Gbps utawa malah 10Gbps.
Pita gelombang milimeter 5G tekan 200mhz-800mhz, sing ndadekake luwih gampang kanggo nggayuh tujuan ing ndhuwur.
Ora suwe, ing wulan Agustus 2021, Qualcomm gabung karo ZTE kanggo nggawe sambungan dual 5G SA (nr-dc) kanggo pisanan ing China.Adhedhasar saluran operator 200MHz ing pita gelombang milimeter 26ghz lan bandwidth 100MHz ing pita 3.5GHz, Qualcomm makarya bebarengan kanggo nggayuh tingkat puncak downlink pangguna siji luwih saka 2.43gbps.
Perusahaan loro kasebut uga nggunakake teknologi agregasi operator kanggo entuk tingkat puncak downlink pangguna siji luwih saka 5Gbps adhedhasar papat saluran operator 200MHz ing pita gelombang milimeter 26ghz.
Ing wulan Juni taun iki, ing pameran MWC Barcelona, Qualcomm nyadari tingkat puncak nganti 10.5Gbps kanthi nggunakake Xiaolong X65, 8-Channel aggregation adhedhasar pita gelombang n261 milimeter (bandwidth operator tunggal 100MHz) lan bandwidth 100MHz ing pita n77.Iki minangka tingkat komunikasi seluler paling cepet ing industri.
Bandwidth operator tunggal 100MHz lan 200MHz bisa entuk efek iki.Ing mangsa ngarep, adhedhasar operator tunggal 400MHz lan 800MHz, mesthi bakal entuk tingkat sing ngluwihi 10Gbps!
Saliyane kenaikan tingkat sing signifikan, kauntungan liyane saka gelombang milimeter yaiku wektu tundha sing luwih murah.
Amarga jarak subcarrier, wektu tundha gelombang milimeter 5G bisa dadi seprapat saka sub-6ghz.Miturut verifikasi tes,
tundha antarmuka udhara gelombang milimeter 5G bisa dadi 1ms, lan wektu tundha round-trip bisa dadi 4ms, sing apik banget.
Kauntungan katelu saka gelombang milimeter yaiku ukurane cilik.
Dawane gelombang gelombang milimeter cendhak banget, mula antena kasebut cendhak banget.Kanthi cara iki, volume peralatan gelombang milimeter bisa luwih suda lan nduweni tingkat integrasi sing luwih dhuwur.Kangelan kanggo manufaktur kanggo ngrancang produk wis suda, kang kondusif kanggo promosi miniaturization stasiun basa lan terminal.
Antena gelombang milimeter (partikel kuning minangka osilator antena)
Susunan antena skala gedhe sing luwih padhet lan osilator antena sing luwih akeh uga migunani banget kanggo aplikasi beamforming.Beam antena gelombang milimeter bisa muter luwih adoh lan nduweni kemampuan anti-interferensi sing luwih kuat, sing kondusif kanggo nggawe kerugian jangkoan.
Sing luwih akeh osilator, sing luwih sempit sinar lan jarak sing luwih dawa
Kauntungan kaping papat saka gelombang milimeter yaiku kemampuan posisi kanthi presisi dhuwur.
Kemampuan posisi sistem nirkabel ana hubungane karo dawane gelombang.Sing luwih cendhek dawa gelombang, sing luwih dhuwur akurasi posisi.
Posisi gelombang milimeter bisa akurat nganti level sentimeter utawa luwih murah.Mulane akeh mobil saiki nggunakake radar gelombang milimeter.
Sawise ngomongake kaluwihan gelombang milimeter, ayo bali maneh lan ngomong babagan kekurangan gelombang milimeter.
Sembarang teknologi (Komunikasi) duwe kaluwihan lan cacat dhewe.Kerugian gelombang milimeter yaiku nduweni penetrasi sing lemah lan jangkoan cendhak.
Sadurunge, kita sebutno gelombang milimeter bisa nambah jarak jangkoan kanthi nambah beamforming.Ing tembung liyane, energi saka nomer akeh antena klempakan ing arah tartamtu, supaya bisa nambah sinyal ing arah tartamtu.
Saiki gelombang milimeter nggunakake antena array arah gain dhuwur kanggo ngrampungake tantangan mobilitas liwat teknologi multi beam.Miturut asil praktis, beamforming analog ndhukung beam panah èfèktif bisa ngatasi mundhut path pinunjul ing pita frekuensi ndhuwur 24GHz.
High gain directional antena array
Saliyane beamforming, gelombang milimeter multi beam uga bisa luwih éling beam ngoper, beam guide lan beam tracking.
Ngoper Beam tegese terminal bisa milih balok calon sing luwih cocok kanggo ngoper sing cukup ing lingkungan sing terus ganti kanggo entuk efek sinyal sing luwih apik.
Pandhuan sinar tegese terminal bisa ngganti arah sinar uplink supaya cocog karo arah sinar kedadeyan saka gnodeb.
Pelacakan sinar tegese terminal bisa mbedakake balok sing beda karo gnodeb.Beam bisa mindhah kanthi gerakan terminal, supaya entuk gain antena sing kuwat.
Kapabilitas manajemen sinar sing ditingkatake gelombang milimeter kanthi efektif bisa ningkatake keandalan sinyal lan entuk gain sinyal sing luwih kuat.
Gelombang milimeter uga bisa nggunakake macem-macem path kanggo ngatasi masalah pamblokiran liwat macem-macem vertikal lan horisontal.
Demonstrasi efek simulasi saka macem-macem path
Ing sisih terminal, keragaman antena terminal uga bisa nambah linuwih sinyal, ngenthengake masalah pamblokiran tangan, lan nyuda impact sing disebabake dening orientasi acak pangguna.
Demonstrasi efek simulasi saka macem-macem terminal
Kanggo nyimpulake, kanthi sinau sing jero babagan teknologi refleksi gelombang milimeter lan keragaman jalur, jangkoan gelombang milimeter wis apik banget lan transmisi non-line of sight (NLOS) wis diwujudake liwat teknologi multi beam sing luwih maju.Ing babagan teknologi, gelombang milimeter wis ngrampungake bottleneck sadurunge lan dadi luwih diwasa, sing bisa nyukupi kabutuhan komersial.
Ing babagan rantai industri, 5Ggelombang milimeter uga adoh luwih diwasa saka sampeyan mikir.
Sasi kepungkur, Fuchang Li, direktur pusat riset teknologi nirkabel China Unicom Research Institute, nerangake yen "saiki, kemampuan rantai industri gelombang milimeter wis dadi diwasa."
Ing pameran MWC Shanghai ing awal taun, operator domestik uga ujar: "kanthi dhukungan spektrum, standar lan industri, gelombang milimeter wis nggawe kemajuan komersialisasi sing positif. Ing taun 2022, 5Ggelombang milimeter bakal duwe kapasitas komersial skala gedhe."
Aplikasi gelombang milimeter diajukake
Sawise rampung kaluwihan teknis gelombang milimeter, ayo ndeleng skenario aplikasi tartamtu.
Kaya sing wis dingerteni, sing paling penting nggunakake teknologi yaiku "ngembangake kekuwatan lan nyegah kelemahane".Ing tembung liyane, teknologi kudu digunakake ing skenario sing bisa menehi muter lengkap kanggo menehi kaluwihan.
Kaluwihan gelombang milimeter 5G yaiku tingkat, kapasitas lan wektu tundha.Mulane, paling cocok kanggo bandara, stasiun, teater, gimnasium lan papan padhet pedunung liyane, uga pemandangan industri vertikal sing sensitif banget kanggo wektu tundha, kayata manufaktur industri, remot kontrol, Internet kendaraan lan sapiturute.
Ing babagan bidang aplikasi tartamtu, kasunyatan virtual, akses kacepetan dhuwur, otomatisasi industri, kesehatan medis, transportasi cerdas, lan sapiturute kabeh minangka papan sing bisa digunakake gelombang milimeter 5G.
Kanggo konsumsi Internet.
Kanggo pangguna individu biasa, panjaluk bandwidth paling gedhe asale saka video lan panjaluk tundha paling gedhe saka game.Teknologi VR / AR (virtual reality / augmented reality) nduweni syarat dual kanggo bandwidth lan wektu tundha.
Teknologi VR / AR berkembang kanthi cepet, kalebu metauniverse sing panas banget, sing uga ana hubungane karo dheweke.
Kanggo entuk pengalaman immersive sing sampurna lan ngilangi pusing, resolusi video VR kudu ngluwihi 8K (malah 16K lan 32K), lan wektu tundha kudu ana ing 7ms.Ora ana keraguan manawa gelombang milimeter 5G minangka teknologi transmisi nirkabel sing paling cocog.
Qualcomm lan Ericsson nganakake tes XR adhedhasar gelombang milimeter 5G, nggawa 90 pigura per detik lan 2K kanggo saben pangguna × pengalaman XR kanthi resolusi 2K, kanthi wektu tundha kurang saka 20ms, lan throughput downlink rata-rata luwih saka 50Mbps.
Asil tes nuduhake yen mung siji gnodeb kanthi bandwidth sistem 100MHz bisa ndhukung akses 5G saka enem pangguna XR bebarengan.Kanthi dhukungan fitur 5G ing mangsa ngarep, luwih janji bakal ndhukung akses simultan luwih saka 12 pangguna.
Tes XR
Skenario aplikasi penting liyane saka permukaan gelombang milimeter 5G kanggo pangguna konsumen C-end yaiku siaran langsung acara olahraga skala gedhe.
Ing Februari 2021, final "mangkok super" musim bal-balan Amerika dianakake ing Stadion Raymond James.
Kanthi bantuan Qualcomm, Verizon, operator AS sing kondhang, wis mbangun stadion kasebut dadi stadion Internet paling cepet ing donya kanthi nggunakake teknologi gelombang milimeter 5G.
Sajrone kompetisi, jaringan gelombang milimeter 5G nggawa luwih saka 4.5tb total lalu lintas.Ing sawetara skenario, tingkat puncak nganti 3gbps, udakara 20 kaping 4G LTE.
Ing babagan kacepetan uplink, mangkuk super iki minangka acara penting pertama ing donya nggunakake transmisi uplink gelombang milimeter 5G.Struktur pigura gelombang milimeter fleksibel, lan rasio pigura uplink lan downlink bisa diatur kanggo entuk bandwidth uplink sing luwih dhuwur.
Miturut data lapangan, sanajan ing jam sibuk, gelombang milimeter 5G luwih saka 50% luwih cepet tinimbang 4G LTE.Kanthi bantuan kemampuan uplink sing kuat, para penggemar bisa ngunggah foto lan video kanggo nuduhake momen sing apik ing game kasebut.
Verizon uga wis nggawe aplikasi kanggo ndhukung penggemar kanggo nonton 7-saluran streaming HD game langsung ing wektu sing padha, lan 7 kamera nampilake game saka sudhut sing beda.
Ing taun 2022, Olimpiade Musim Dingin kaping 24 bakal dibukak ing Beijing.Ing wektu iku, ora mung akses lan panjaluk lalu lintas sing digawa dening ponsel pamirsa, nanging uga panjaluk data bali sing digawa dening penyiaran media.Utamane, sinyal video 4K HD multi-saluran lan sinyal video kamera panorama (digunakake kanggo ndeleng VR) nyebabake tantangan abot kanggo bandwidth uplink jaringan komunikasi seluler.
Nanggepi tantangan kasebut, China Unicom ngrancang kanggo aktif nanggapi kanthi teknologi gelombang milimeter 5G.
Ing Mei taun iki, ZTE, China Unicom lan Qualcomm nganakake tes.Nggunakake gelombang milimeter 5G + struktur pigura uplink gedhe, konten video 8K sing diklumpukake ing wektu nyata bisa dikirim maneh kanthi stabil, lan pungkasane kasil ditampa lan diputer maneh ing mburi panampa.
Ayo goleki skenario aplikasi industri vertikal.
Gelombang milimeter 5G duwe prospek aplikasi sing luwih jembar.
Kaping pisanan, VR / AR kasebut ing ndhuwur uga bisa digunakake ing industri tob.
Contone, insinyur bisa nindakake inspeksi remot peralatan ing macem-macem panggonan liwat AR, menehi panuntun dhumateng remot kanggo insinyur ing macem-macem panggonan, lan nindakake remot acceptance barang ing macem-macem panggonan.Sajrone periode epidemi, aplikasi kasebut bisa mbantu perusahaan ngatasi masalah praktis lan nyuda biaya.
Deleng aplikasi bali video.Saiki akeh jalur produksi pabrik wis nginstal kamera akeh, kalebu sawetara kamera definisi tinggi kanggo pengawasan kualitas.Kamera iki njupuk akeh gambar produk definisi dhuwur kanggo analisis cacat.
Contone, COMAC nindakake analisis retak logam ing joints solder produk lan lumahing sprayed ing cara iki.Sawise foto dijupuk, kudu diunggah menyang platform komputasi awan utawa MEC pinggiran, kanthi kacepetan uplink 700-800mbps.Iki nganggo struktur pigura uplink gedhe gelombang milimeter 5G, sing bisa ditangani kanthi gampang.
Pemandangan liyane sing ana gandhengane karo teknologi gelombang milimeter 5G yaiku kendaraan tanpa awak AGV.
Gelombang milimeter 5G ndhukung operasi AGV
AGV sejatine minangka pemandangan nyopir tanpa awak miniatur.Posisi, navigasi, jadwal lan panyegahan alangan AGV nduweni syarat dhuwur kanggo wektu tundha lan linuwih jaringan, uga syarat dhuwur kanggo kemampuan posisi sing akurat.A nomer akeh nganyari peta nyata-wektu saka AGV uga sijine nerusake syarat kanggo bandwidth jaringan.
Gelombang milimeter 5G bisa nyukupi syarat ing ndhuwur skenario aplikasi AGV.
Ing Januari 2020, Ericsson lan Audi kasil nguji fungsi urllc 5G lan aplikasi otomatisasi industri praktis adhedhasar gelombang milimeter 5G ing laboratorium pabrik ing Kista, Swedia.
Antarane wong-wong mau, padha mbangun unit robot, sing disambungake dening gelombang milimeter 5G.
Kaya sing dituduhake ing gambar ing ndhuwur, nalika lengen robot nggawe setir, tirai laser bisa nglindhungi sisih bukaan unit robot.Yen buruh pabrik tekan, adhedhasar linuwih 5G urllc, robot bakal langsung mandheg kerja supaya ora cilaka karyawan.
Tanggepan cepet iki kanggo njamin linuwih ora mungkin ing Wi Fi utawa 4G tradisional.
Conto ing ndhuwur mung minangka bagean saka skenario aplikasi gelombang milimeter 5G.Saliyane ing Internet industri, gelombang milimeter 5G kuwat ing operasi remot ing obat cerdas lan tanpa sopir ing Internet kendaraan.
Minangka teknologi canggih kanthi akeh kaluwihan kayata tingkat dhuwur, kapasitas gedhe, wektu tundha sing sithik, linuwih lan akurasi posisi sing dhuwur, gelombang milimeter 5G wis narik kawigaten saka kabeh lapisan masyarakat.
Kesimpulan
Abad kaping 21 minangka abad data.
Nilai komersial ageng sing ana ing data kasebut wis diakoni dening jagad.Saiki, meh kabeh industri nggoleki hubungan antarane awake dhewe lan data lan melu pertambangan nilai data.
Teknologi konektivitas sing diwakili dening 5Glan teknologi komputasi sing diwakili dening komputasi awan, data gedhe lan intelijen buatan minangka alat sing penting kanggo ngetung nilai data.
Nggunakake 5G kanthi lengkap, utamane ing pita gelombang milimeter, padha karo nguwasani "kunci emas" transformasi digital, sing ora mung bisa mujudake lompatan inovasi produktivitas, nanging uga ora bisa dikalahake ing kompetisi sengit ing mangsa ngarep.
Ing tembung, teknologi lan industri 5Ggelombang milimeter wis diwasa kanthi lengkap.Kanthi aplikasi saka5Gindustri mboko sithik ngetik wilayah banyu jero, kita kudu langkah munggah landing komersial domestik saka5Ggelombang milimeter lan éling pangembangan terkoordinasi sub-6 lan gelombang milimeter.
Wektu kirim: Dec-14-2021
