Di tahun 2021, pembangunan dan pengembangan jaringan 5G global telah menorehkan pencapaian luar biasa.Menurut data yang dirilis GSA pada Agustus lalu, lebih dari 175 operator di lebih dari 70 negara dan wilayah telah meluncurkan layanan komersial 5G.Ada 285 operator yang berinvestasi di 5G.Laju konstruksi 5G China berada di garis depan dunia.Jumlah BTS 5G di China telah melampaui satu juta, mencapai 1159.000 yang mengejutkan, terhitung lebih dari 70% dunia.Dengan kata lain, untuk setiap tiga BTS 5G di dunia, dua berada di China.
stasiun pangkalan 5G
Peningkatan berkelanjutan infrastruktur jaringan 5G telah mempercepat pendaratan 5G di Internet konsumen dan Internet industri.Khususnya di industri vertikal, terdapat lebih dari 10.000 kasus aplikasi 5G di Tiongkok, mencakup banyak bidang seperti industri manufaktur, energi dan listrik, pelabuhan, tambang, logistik, dan transportasi.
Tidak diragukan lagi bahwa 5G telah menjadi senjata tajam untuk transformasi digital perusahaan domestik dan mesin untuk pengembangan ekonomi digital berkualitas tinggi di seluruh lapisan masyarakat.
Namun, sementara aplikasi 5G dipercepat, kami akan menemukan bahwa teknologi 5G yang ada mulai menunjukkan keadaan "tidak kompeten" dalam beberapa skenario aplikasi industri khusus.Dalam hal kecepatan, kapasitas, penundaan dan keandalan, tidak dapat memenuhi 100% persyaratan skenario.
Mengapa?Apakah 5G yang sangat diharapkan masyarakat masih sulit untuk menjadi tanggung jawab yang besar?
Tentu saja tidak.Alasan utama mengapa 5G "tidak memadai" adalah karena kami hanya menggunakan "setengah 5G".
Saya percaya banyak orang tahu bahwa meskipun standar 5G adalah satu-satunya, ada dua pita frekuensi.Satu disebut pita sub-6 GHz, dan rentang frekuensinya di bawah 6GHz (tepatnya, di bawah 7,125Ghz).Yang lainnya disebut pita gelombang milimeter, dan rentang frekuensinya di atas 24GHz.
Perbandingan rentang dua pita frekuensi
Saat ini, hanya pita 5G sub-6 GHz yang tersedia secara komersial di Tiongkok, dan tidak ada pita gelombang milimeter komersial 5G.Oleh karena itu, semua energi 5G belum sepenuhnya dilepaskan.
Keunggulan teknis gelombang milimeter
Meskipun 5G di pita sub-6 GHz dan 5G di pita gelombang milimeter adalah 5G, terdapat perbedaan besar dalam karakteristik performa.
Menurut pengetahuan di buku teks fisika sekolah menengah, semakin tinggi frekuensi gelombang elektromagnetik nirkabel, semakin pendek panjang gelombangnya, dan semakin buruk kemampuan difraksinya.Selain itu, semakin tinggi frekuensinya, semakin besar kerugian penetrasi.Oleh karena itu, cakupan gelombang milimeter 5G jelas lebih lemah dari sebelumnya.Inilah alasan utama mengapa tidak ada gelombang milimeter komersial untuk pertama kalinya di China, dan itu juga alasan mengapa orang mempertanyakan gelombang milimeter.
Faktanya, logika dan kebenaran yang mendalam dari masalah ini tidak persis sama dengan imajinasi setiap orang.Dengan kata lain, kita sebenarnya memiliki prasangka yang salah tentang gelombang milimeter.
Pertama-tama, dari perspektif teknologi, kita harus memiliki konsensus, yaitu, di bawah premis tidak ada perubahan revolusioner dalam teori komunikasi dasar yang ada, jika kita ingin meningkatkan kecepatan jaringan dan bandwidth secara signifikan, kita hanya dapat membuat masalah pada spektrum.
Mencari sumber daya spektrum yang lebih kaya dari pita frekuensi yang lebih tinggi merupakan pilihan yang tak terhindarkan untuk pengembangan teknologi komunikasi seluler.Ini berlaku untuk gelombang milimeter sekarang dan terahertz yang mungkin digunakan untuk 6G di masa mendatang.
Diagram skematik spektrum gelombang milimeter
Saat ini, pita sub-6 GHz memiliki bandwidth maksimum 100MHz (bahkan 10MHz atau 20MHz di beberapa tempat di luar negeri).Terlalu sulit untuk mencapai kecepatan 5Gbps atau bahkan 10Gbps.
Pita gelombang milimeter 5G mencapai 200mhz-800mhz, yang membuatnya lebih mudah untuk mencapai tujuan di atas.
Belum lama ini, pada Agustus 2021, Qualcomm menggandeng ZTE untuk mewujudkan 5G SA dual connection (nr-dc) untuk pertama kalinya di China.Berdasarkan saluran pembawa 200MHz dalam pita gelombang milimeter 26ghz dan bandwidth 100MHz dalam pita 3,5GHz, Qualcomm bekerja sama untuk mencapai tingkat puncak downlink pengguna tunggal lebih dari 2,43gbps.
Kedua perusahaan juga menggunakan teknologi agregasi operator untuk mencapai tingkat puncak downlink pengguna tunggal lebih dari 5Gbps berdasarkan empat saluran pembawa 200MHz dalam pita gelombang milimeter 26ghz.
Pada bulan Juni tahun ini, di pameran MWC Barcelona, Qualcomm merealisasikan kecepatan puncak hingga 10,5Gbps dengan menggunakan Xiaolong X65, agregasi 8-Saluran berdasarkan band gelombang n261 milimeter (bandwidth pembawa tunggal 100MHz) dan bandwidth 100MHz di band n77.Ini adalah tingkat komunikasi seluler tercepat di industri.
Bandwidth pembawa tunggal 100MHz dan 200MHz dapat mencapai efek ini.Di masa depan, berdasarkan single carrier 400MHz dan 800MHz, tidak diragukan lagi akan mencapai kecepatan yang jauh melebihi 10Gbps!
Selain peningkatan laju yang signifikan, keuntungan lain dari gelombang milimeter adalah penundaan yang lebih rendah.
Karena jarak subcarrier, penundaan gelombang milimeter 5G bisa menjadi seperempat dari sub-6ghz.Menurut verifikasi tes,
penundaan antarmuka udara gelombang milimeter 5G bisa 1ms, dan penundaan pulang pergi bisa 4ms, yang sangat bagus.
Keuntungan ketiga dari gelombang milimeter adalah ukurannya yang kecil.
Panjang gelombang gelombang milimeter sangat pendek, sehingga antenanya sangat pendek.Dengan cara ini, volume peralatan gelombang milimeter dapat dikurangi lebih lanjut dan memiliki tingkat integrasi yang lebih tinggi.Kesulitan produsen untuk mendesain produk berkurang, yang kondusif untuk mempromosikan miniaturisasi stasiun pangkalan dan terminal.
Antena gelombang milimeter (partikel kuning adalah osilator antena)
Array antena skala besar yang lebih padat dan lebih banyak osilator antena juga sangat bermanfaat untuk penerapan beamforming.Pancaran antena gelombang milimeter dapat diputar lebih jauh dan memiliki kemampuan anti-interferensi yang lebih kuat, yang kondusif untuk menutupi kekurangan jangkauan.
Semakin banyak osilator, semakin sempit pancarannya dan semakin jauh jaraknya
Keuntungan keempat gelombang milimeter adalah kemampuan pemosisian presisi tinggi.
Kemampuan penentuan posisi sistem nirkabel terkait erat dengan panjang gelombangnya.Semakin pendek panjang gelombang, semakin tinggi akurasi posisi.
Penempatan gelombang milimeter bisa akurat hingga tingkat sentimeter atau bahkan lebih rendah.Inilah mengapa banyak mobil sekarang menggunakan radar gelombang milimeter.
Setelah mengatakan kelebihan gelombang milimeter, mari kita kembali dan membicarakan kerugian gelombang milimeter.
Teknologi (Komunikasi) apa pun memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri.Kerugian dari gelombang milimeter adalah penetrasi yang lemah dan cakupan yang pendek.
Sebelumnya, kami menyebutkan bahwa gelombang milimeter dapat meningkatkan jarak jangkauan dengan peningkatan beamforming.Dengan kata lain, energi sejumlah besar antena terkonsentrasi pada arah tertentu, untuk meningkatkan sinyal pada arah tertentu.
Sekarang gelombang milimeter mengadopsi antena array directional gain tinggi untuk memenuhi tantangan mobilitas melalui teknologi multi beam.Menurut hasil praktis, beamforming analog yang mendukung berkas sempit dapat secara efektif mengatasi kehilangan jalur yang signifikan pada pita frekuensi di atas 24GHz.
Array antena directional gain tinggi
Selain beamforming, multi beam gelombang milimeter juga dapat mewujudkan perpindahan sinar, panduan sinar, dan pelacakan sinar dengan lebih baik.
Beam switching berarti terminal dapat memilih kandidat beam yang lebih sesuai untuk switching yang wajar dalam lingkungan yang terus berubah untuk mencapai efek sinyal yang lebih baik.
Bimbingan sinar berarti bahwa terminal dapat mengubah arah sinar uplink agar sesuai dengan arah sinar kejadian dari gnodeb.
Pelacakan balok berarti terminal dapat membedakan balok yang berbeda dari gnodeb.Pancaran dapat bergerak dengan gerakan terminal, sehingga mencapai penguatan antena yang kuat.
Kemampuan manajemen sinar gelombang milimeter yang ditingkatkan dapat secara efektif meningkatkan keandalan sinyal dan mencapai penguatan sinyal yang lebih kuat.
Gelombang milimeter juga dapat mengadopsi keragaman jalur untuk mengatasi masalah pemblokiran melalui keragaman vertikal dan keragaman horizontal.
Demonstrasi efek simulasi keragaman jalur
Di sisi terminal, keragaman antena terminal juga dapat meningkatkan keandalan sinyal, mengatasi masalah pemblokiran tangan, dan mengurangi dampak yang disebabkan oleh orientasi acak pengguna.
Demonstrasi efek simulasi keragaman terminal
Singkatnya, dengan studi mendalam tentang teknologi refleksi gelombang milimeter dan keragaman jalur, cakupan gelombang milimeter telah sangat ditingkatkan dan transmisi non line of sight (NLOS) telah diwujudkan melalui teknologi multi beam yang lebih maju.Dalam hal teknologi, gelombang milimeter telah memecahkan kemacetan sebelumnya dan menjadi semakin matang, yang dapat sepenuhnya memenuhi permintaan komersial.
Dalam hal rantai industri, 5Ggelombang milimeter juga jauh lebih matang dari yang Anda kira.
Bulan lalu, Fuchang Li, direktur pusat penelitian teknologi nirkabel China Unicom Research Institute, memperjelas bahwa "saat ini, kemampuan rantai industri gelombang milimeter telah matang."
Pada pameran MWC Shanghai di awal tahun, operator domestik juga mengatakan: "dengan dukungan spektrum, standar, dan industri, gelombang milimeter telah membuat kemajuan komersialisasi yang positif. Pada tahun 2022, 5Ggelombang milimeter akan memiliki kapasitas komersial berskala besar."
Aplikasi gelombang milimeter diajukan
Setelah menyelesaikan keunggulan teknis gelombang milimeter, mari kita lihat skenario aplikasi spesifiknya.
Seperti yang kita ketahui bersama, hal terpenting untuk menggunakan teknologi adalah "mengembangkan kekuatan dan menghindari kelemahan".Dengan kata lain, sebuah teknologi harus digunakan dalam skenario yang dapat memberikan permainan penuh untuk keuntungannya.
Keuntungan gelombang milimeter 5G adalah laju, kapasitas, dan waktu tunda.Oleh karena itu, paling cocok untuk bandara, stasiun, teater, gimnasium, dan tempat padat penduduk lainnya, serta pemandangan industri vertikal yang sangat sensitif terhadap penundaan waktu, seperti manufaktur industri, kendali jarak jauh, Internet kendaraan, dan sebagainya.
Dalam hal bidang aplikasi tertentu, realitas virtual, akses berkecepatan tinggi, otomasi industri, kesehatan medis, transportasi cerdas, dll. Semuanya merupakan tempat di mana gelombang milimeter 5G dapat digunakan.
Untuk konsumsi Internet.
Untuk pengguna individu biasa, permintaan bandwidth terbesar berasal dari video dan permintaan delay terbesar berasal dari game.Teknologi VR / AR (virtual reality / augmented reality) memiliki persyaratan ganda untuk bandwidth dan delay.
Teknologi VR / AR berkembang pesat, termasuk metauniverse yang sangat panas baru-baru ini, yang juga terkait erat dengannya.
Untuk mendapatkan pengalaman imersif yang sempurna dan benar-benar menghilangkan pusing, resolusi video VR harus di atas 8K (bahkan 16K dan 32K), dan penundaan harus dalam 7ms.Tidak ada keraguan bahwa gelombang milimeter 5G adalah teknologi transmisi nirkabel yang paling cocok.
Qualcomm dan Ericsson melakukan pengujian XR berdasarkan gelombang milimeter 5G, menghadirkan 90 frame per detik dan 2K untuk setiap pengguna × pengalaman XR dengan resolusi 2K, dengan penundaan kurang dari 20ms, dan throughput downlink rata-rata lebih dari 50Mbps.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa hanya satu gnodeb dengan bandwidth sistem 100MHz yang dapat mendukung akses 5G dari enam pengguna XR secara bersamaan.Dengan dukungan fitur 5G ke depannya, lebih menjanjikan untuk mendukung akses simultan lebih dari 12 pengguna.
tes XR
Skenario aplikasi penting lainnya dari permukaan gelombang milimeter 5G untuk pengguna konsumen C-end adalah siaran langsung acara olahraga berskala besar.
Pada bulan Februari 2021, final "super bowl" musim sepak bola Amerika diadakan di Stadion Raymond James.
Dengan bantuan Qualcomm, Verizon, operator AS yang terkenal, telah membangun stadion tersebut menjadi stadion internet tercepat di dunia dengan menggunakan teknologi gelombang milimeter 5G.
Selama kompetisi, jaringan gelombang milimeter 5G membawa lebih dari 4,5tb total lalu lintas.Dalam beberapa skenario, kecepatan puncaknya mencapai 3gbps, sekitar 20 kali lipat dari 4G LTE.
Dalam hal kecepatan uplink, mangkuk super ini adalah acara penting pertama di dunia yang menggunakan transmisi uplink gelombang milimeter 5G.Struktur bingkai gelombang milimeter fleksibel, dan rasio bingkai uplink dan downlink dapat disesuaikan untuk mencapai bandwidth uplink yang lebih tinggi.
Menurut data lapangan, bahkan pada jam sibuk, gelombang milimeter 5G lebih dari 50% lebih cepat daripada 4G LTE.Dengan bantuan kemampuan uplink yang kuat, penggemar dapat mengunggah foto dan video untuk berbagi momen indah dalam permainan.
Verizon juga telah membuat aplikasi untuk mendukung penggemar menonton game langsung HD streaming 7 saluran pada saat yang sama, dan 7 kamera menghadirkan game dari sudut yang berbeda.
Pada tahun 2022, Pertandingan Olimpiade Musim Dingin ke-24 akan dibuka di Beijing.Pada saat itu, tidak hanya permintaan akses dan lalu lintas yang dibawa oleh ponsel audiens, tetapi juga permintaan data kembali yang dibawa oleh media penyiaran.Secara khusus, sinyal video HD 4K multi-saluran dan sinyal video kamera panorama (digunakan untuk menonton VR) menimbulkan tantangan berat bagi bandwidth uplink jaringan komunikasi seluler.
Menanggapi tantangan tersebut, China Unicom berencana untuk secara aktif merespons dengan teknologi gelombang milimeter 5G.
Pada bulan Mei tahun ini, ZTE, China Unicom dan Qualcomm melakukan pengujian.Menggunakan gelombang milimeter 5G + struktur rangka uplink besar, konten video 8K yang dikumpulkan secara real time dapat ditransmisikan kembali secara stabil, dan akhirnya berhasil diterima dan diputar ulang di ujung penerima.
Mari kita lihat skenario aplikasi industri vertikal.
Gelombang milimeter 5G memiliki prospek aplikasi yang lebih luas di tob.
Pertama-tama, VR / AR yang disebutkan di atas juga dapat digunakan di industri tob.
Misalnya, insinyur dapat melakukan pemeriksaan peralatan jarak jauh di tempat yang berbeda melalui AR, memberikan panduan jarak jauh kepada insinyur di tempat yang berbeda, dan melakukan penerimaan barang jarak jauh di tempat yang berbeda.Selama periode epidemi, aplikasi ini dapat membantu perusahaan memecahkan masalah praktis dan sangat mengurangi biaya.
Lihat aplikasi pengembalian video.Sekarang banyak lini produksi pabrik telah memasang sejumlah besar kamera, termasuk beberapa kamera definisi tinggi untuk pemeriksaan kualitas.Kamera ini mengambil sejumlah besar gambar produk definisi tinggi untuk analisis cacat.
Misalnya, COMAC melakukan analisis retakan logam pada sambungan solder produk dan permukaan yang disemprot dengan cara ini.Setelah foto diambil, foto perlu diunggah ke cloud atau platform komputasi edge MEC, dengan kecepatan uplink 700-800mbps.Ini mengadopsi struktur rangka uplink besar gelombang milimeter 5G, yang dapat dengan mudah ditangani.
Adegan lain yang terkait erat dengan teknologi gelombang milimeter 5G adalah kendaraan tak berawak AGV.
Gelombang milimeter 5G mendukung operasi AGV
AGV sebenarnya adalah adegan mengemudi tak berawak mini.Pemosisian, navigasi, penjadwalan, dan penghindaran rintangan AGV memiliki persyaratan tinggi untuk penundaan dan keandalan jaringan, serta persyaratan tinggi untuk kemampuan pemosisian yang akurat.Sejumlah besar pembaruan peta real-time AGV juga mengajukan persyaratan untuk bandwidth jaringan.
Gelombang milimeter 5G dapat sepenuhnya memenuhi persyaratan skenario aplikasi AGV di atas.
Pada Januari 2020, Ericsson dan Audi berhasil menguji fungsi 5G urllc dan aplikasi otomasi industri praktis berdasarkan gelombang milimeter 5G di laboratorium pabrik di Kista, Swedia.
Diantaranya, mereka bersama-sama membangun unit robot yang terhubung dengan gelombang milimeter 5G.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, saat lengan robot membuat roda kemudi, tirai laser dapat melindungi sisi bukaan unit robot.Jika pekerja pabrik masuk, berdasarkan keandalan 5G urllc yang tinggi, robot akan segera berhenti bekerja untuk menghindari cedera pada pekerja.
Respons instan untuk memastikan keandalan ini tidak mungkin dilakukan di Wi Fi atau 4G tradisional.
Contoh di atas hanyalah sebagian dari skenario penerapan gelombang milimeter 5G.Selain Internet industri, gelombang milimeter 5G kuat dalam operasi jarak jauh dalam pengobatan cerdas dan tanpa pengemudi di Internet kendaraan.
Sebagai teknologi canggih dengan banyak keunggulan seperti kecepatan tinggi, kapasitas besar, waktu tunda rendah, keandalan tinggi, dan akurasi pemosisian tinggi, gelombang milimeter 5G telah menarik perhatian luas dari semua lapisan masyarakat.
Kesimpulan
Abad ke-21 adalah abad data.
Nilai komersial yang sangat besar yang terkandung dalam data tersebut telah diakui oleh dunia.Saat ini, hampir semua industri mencari hubungan antara dirinya dan data dan berpartisipasi dalam penambangan nilai data.
Teknologi konektivitas diwakili oleh 5Gdan teknologi komputasi yang diwakili oleh komputasi awan, data besar, dan kecerdasan buatan adalah alat yang sangat diperlukan untuk menambang nilai data.
Pemanfaatan 5G secara maksimal, khususnya pada pita gelombang milimeter, sama saja dengan menguasai “kunci emas” transformasi digital, yang tidak hanya dapat mewujudkan lompatan inovasi produktivitas, tetapi juga tak terkalahkan dalam persaingan ketat di masa depan.
Singkatnya, teknologi dan industri 5Ggelombang milimeter telah sepenuhnya matang.Dengan aplikasi dari5Gindustri secara bertahap memasuki wilayah perairan dalam, kita harus meningkatkan pendaratan komersial domestik5Ggelombang milimeter dan mewujudkan pengembangan terkoordinasi sub-6 dan gelombang milimeter.
Waktu posting: 14-Des-2021
