В чем разница между эксклюзивной миллиметровой волной 5G американской версии iPhone 12 и версией Национального банка?

В этом году iPhone 12 возобновил грандиозный повод покупать товары по повышенным ценам. В прошлом году у пользователей, которые держали деньги в стороне, потому что в iPhone 11 не было 5G, наконец-то появилась причина измениться.

На пресс-конференции Apple также представила 5G как самое важное событие. iPhone 12 поддерживает почти все текущие диапазоны частот 5G, превосходя основные модели Android, но только версия для США поддерживает диапазоны частот миллиметрового диапазона.

Некоторые пользователи сети задались вопросом, является ли версия Национального банка, не поддерживающая миллиметровые волны, кастрированной версией iPhone 12? Ответ: нет, это не повлияет на то, что домашние пользователи будут использовать 5G на iPhone 12, а домашние сети 5G не поддерживают миллиметровые волны.

Тем не менее, действительно есть различия в опыте 5G между iPhone 12, который поддерживает миллиметровые волны, и версией Национального банка, которая использует низкочастотную частоту ниже 6 ГГц. Давайте сегодня поговорим о миллиметрах 5G. В этой статье делается попытка прояснить несколько вопросов:

• В чем разница между 5G версией iPhone 12 для США и версией Национального банка?
• Что такое «настоящий 5G» в миллиметровом диапазоне и ниже 6 ГГц?
• IPhone 12 5G потребляет быструю мощность, имеет ли это какое-то отношение к миллиметровым волнам?
• Почему сеть 5G в США поддерживает миллиметровые волны, а Китай – нет?
• Действительно ли нынешняя миллиметровая волна 5G недоступна?
• Будет ли Китай использовать миллиметровые волны в будущем?

В чем разница между миллиметровыми волнами 5G, эксклюзивными для американской версии iPhone 12, и Банком Китая?

Миллиметровая волна, эксклюзивная для версии iPhone 12 для США, и частота ниже 6 ГГц, поддерживаемая версией Национального банка, на самом деле являются двумя основными ветвями текущего диапазона частот глобальной сети 5G.

Как следует из названия, длина волны миллиметрового диапазона составляет менее 10 мм и обычно относится к полосе частот выше 24 ГГц. Суб-6 ГГц – это полоса частот сети ниже 6 ГГц, поскольку длина волны составляет сантиметровый уровень, ее также называют «сантиметровой волной».

Миллиметровая волна и сантиметровая волна, название, кажется, выигрывает у миллиметровой волны, точно так же, как позиционирование на миллиметровом уровне в навигационном спутнике, очевидно, более точное, чем позиционирование на сантиметровом уровне, тогда миллиметровые волны 5G также мощнее, чем суб-6GH?

Действительно, миллиметровые волны обладают несравненным преимуществом в диапазоне частот ниже 6 ГГц, что может отражаться в наиболее интуитивно понятной скорости сети.

Согласно данным измерений платформы измерения скорости сети Ookla , скорость загрузки терминалов миллиметрового диапазона 5G в 4 раза выше, чем в полосе частот ниже 6 ГГц, со средней скоростью 900 Мбит / с и максимальной скоростью более 2 Гбит / с.

На пресс-конференции в прошлом месяце Apple заявила, что iPhone 12 может достичь максимальной скорости нисходящего канала до 4 Гбит / с, что также относится к миллиметровым волнам. В настоящее время внутренние пакеты в пределах 200 юаней могут обеспечить до 60 Гб данных, которые могут быть использованы за 2 минуты при такой скорости.

Конечно, это теоретический пик, который обычно не достигается при реальном использовании. В тесте сети 5G SpeedSmart на iPhone 12, Verizon iPhone 12, использующий 5G миллиметрового диапазона, имеет значительно более высокие скорости загрузки и выгрузки, чем iPhone 12, использующий частоту менее 6 ГГц.

Поскольку миллиметровая волна настолько сильна, будет ли дешевле покупать американскую версию iPhone 12?

Не волнуйтесь, хотя миллиметровые волны могут легко сокрушить частоту ниже 6 ГГц на скорости сети, у них есть фатальный недостаток. То есть затухание сигнала велико, а зона покрытия мала.

Согласно здравому смыслу физики, чем выше частота электромагнитных волн, тем короче длина волны, тем меньше расстояние передачи и больше затухание сигнала при пересечении препятствий. Например, затухание сигнала в полосе частот 28 ГГц в 1600 раз выше, чем в полосе 700 МГц.

Таким образом, мобильные телефоны 5G, использующие миллиметровые волны, могут быть заблокированы чем угодно. Деревья, дождь и туман могут блокировать большую часть сигнала, и даже потеря миллиметровых волн человеческим телом может достигать 11 ~ 28 дБ, что может воспроизвести «мертвую хватку» iPhone 4. , Не говоря уже о том, чтобы пройти сквозь стену.

Хотя существует множество технических решений для решения проблем затухания и блокировки сигналов миллиметрового диапазона, производительность в коммерческих приложениях все еще не идеальна.

Google протестировал покрытие 5G того же диапазона и такое же количество базовых станций в Соединенных Штатах. Результаты показывают, что сеть 5G, развернутая миллиметровыми волнами, может покрыть 11,6% населения со скоростью 100 Мбит / с и 3,9% населения со скоростью 1 Гбит / с. ；

Сеть 5G ниже 6 ГГц может покрыть 57,4% населения со скоростью 100 Мбит / с и 21,2% населения со скоростью 1 Гбит / с.

Именно из-за высоких потерь сигналов миллиметрового диапазона нельзя использовать традиционные антенны при интеграции в мобильные телефоны. Необходимо установить больше антенн, и все еще предъявляются более высокие требования к возможностям цифровой обработки основной полосы частот. «Патч» на боковой стороне американской версии iPhone 12 – это Антенный модуль миллиметрового диапазона.

Более сложные производственные процессы влекут за собой более высокие затраты. По словам Го Минчи, компоненты 5G диапазона суб-6 и миллиметрового диапазона, используемые в iPhone 12 серии, стоят 75-85 долларов США и 125-135 долларов США соответственно.

Кроме того, недавно было обнаружено, что iPhone 12 быстро потребляет электроэнергию в состоянии 5G, что также связано с конструкцией антенны мобильного телефона 5G.

Терминалы 5G обычно используют антенную технологию Massive MIMO (крупномасштабный, несколько входов, несколько выходов) для повышения эффективности передачи по сети и компенсации затухания сигнала.Миллиметровые волны нельзя отделить от этой технологии для коммерческого использования.

Однако технология Massive MIMO снижает энергопотребление передачи за счет более высоких затрат на вычисления. В мобильные телефоны необходимо интегрировать больше антенн. Несколько антенн одновременно передают (несколько выходов) и принимают сигналы (несколько входов), что означает более высокое энергопотребление. Естественно, он потребляет больше энергии.

Проще говоря, миллиметровая волна похожа на спринтера с сильной взрывной силой, но с ограниченным расстоянием. Sub-6GHz – это бегун на длинные дистанции, который бегает медленнее, но дальше. Его собственные преимущества – это также и недостатки соперника.

Хотя в прошлом году Qualcomm намекнула, что 5G Huawei не поддерживает миллиметровые волны, это не соответствует действительности 5G , но на самом деле это всего лишь метод пропаганды между двумя сторонами в споре по маршруту 5G. Миллиметровые волны и частоты ниже 6 ГГц на самом деле не конфликтуют, напротив, в будущем услуги 5G будут предоставляться в рамках совместной сетевой работы.

Почему США используют миллиметровые волны, а Китай – нет?

Как упоминалось ранее, коммерциализация миллиметровых волн 5G сталкивается с множеством проблем. Так почему же Соединенные Штаты развертывают сети 5G на основе миллиметровых волн? Разве американские операторы не знают дефекты миллиметровых волн?

Фактически, американские операторы не хотят использовать низкочастотную полосу ниже 6 ГГц, но большая часть этой полосы частот использовалась для военной связи и оборонной связи. Даже если она будет освобождена для коммерческого использования, очистка полосы частот не будет завершена в ближайшее время.

В этом контексте операторы могут делать ставки только на миллиметровые волны. Среди них Verizon, предоставляющий услуги 5G миллиметрового диапазона для iPhone 12, также является первым в мире оператором коммерческих услуг 5G. Еще в 2018 году он предоставлял услуги 5G в 4 городах США и заявил, что «спектр миллиметровых волн является краеугольным камнем сверхширокополосных сетей 5G». .

С учетом технологий поддержки миллиметровых волн 5G, которые еще не полностью сформированы, популярность 5G в Соединенных Штатах относительно низкая. По данным M-Science, дочерней компании инвестиционного банка Jefferies с Уолл-стрит , по состоянию на середину июля 2020 года количество пользователей 5G в Соединенных Штатах составляло 4,082 миллиона человек, что составляет менее половины от числа пользователей 5G в Южной Корее.

В глобальном масштабе большинство операторов сначала приняли Sub-6G в качестве сетевого решения 5G. Отчет S&P Global Ratings показывает, что по состоянию на сентябрь этого года только 12% из 113 операторов, работающих на 52 рынках по всему миру, использовали диапазоны частот миллиметрового диапазона.

Очевидно, что до того, как миллиметровая волна полностью решит проблемы ослабления сигнала и покрытия, суб-6 ГГц станет эффективным решением, позволяющим 5G охватить более широкий диапазон в краткосрочной перспективе.

Фактически, Соединенные Штаты также осознали эту проблему и начали возвращаться и развертывать сети 5G с частотой менее 6 ГГц. Не так давно Соединенные Штаты продали с аукциона операторам средний диапазон 100 МГц, который первоначально использовался для военных целей, и планируют начать коммерческое использование в середине 2022 года.

В отчете « Экосистема 5G: риски и возможности для Министерства обороны США », опубликованном Комитетом по оборонным инновациям Министерства обороны США , также указывается:

Из-за ограничений по распространению и стоимости миллиметровые волны не могут быть развернуты в больших масштабах в Соединенных Штатах на данном этапе. Спектр ПЧ менее 6 ГГц (в диапазоне от 3 до 4 ГГц) станет глобальным стандартом для глобальных сетей в ближайшие несколько лет.

Китайские операторы намного более довольны. Китай имеет относительно большие ресурсы в полосе частот Sub-6 и может выделять непрерывные тестовые частоты 100 МГц или выше для нескольких основных операций, в то время как иностранные операторы в основном полагаются на аукционы для получения диапазонов частот. Часто сотни миллионов.

Например, Deutsche Telekom в прошлом году потратила почти 2,2 миллиарда евро (примерно 17,2 миллиарда юаней) на приобретение спектра 40 МГц в диапазоне 2 ГГц .

Хотя Китаю не нужно спешить с использованием миллиметровых волн из-за ресурсов диапазона частот, он также активно исследует и внедряет миллиметровые волны. Потому что миллиметровые волны, которые сейчас кажутся немного безвкусными, – это настоящее будущее 5G.

5G без миллиметрового диапазона действительно неполный

В видео 5G об известном однокласснике Хэ из UP на станции B он однажды сказал, что скорость на самом деле является самым скучным приложением 5G.

В настоящее время наше восприятие 5G в основном связано с тем, что 5G по-прежнему не имеет приложений-убийц. Некоторые пользователи сети также высмеивают, что сегодня убийственное приложение сетей 5G – это программное обеспечение для измерения скорости.

Фактически, в трех основных сценариях приложений 5G, помимо расширенной мобильной широкополосной связи (eMBB) для увеличения скорости сети, также используются массовые машинные коммуникации (mMTC) и сверхнадежные коммуникации с малой задержкой (URLLC).

Чтобы реализовать последние два сценария применения 5G, миллиметровые волны неразделимы.

Например, для массовой машинной связи (mMTC) плотность подключения устройств должна достигать 1 миллиона единиц / км2, чтобы даже в переполненных метро и стадионах все устройства могли беспрепятственно выходить в Интернет. Это требует использования технологии миллиметровых волн 5G с большой пропускной способностью, Реализованы преимущества высокой мгновенной скорости и большой емкости системы .

Сценарии приложений, для которых требуется низкая задержка, такие как AR / VR, облачные игры и промышленные роботы, также одинаковы. Длина временного интервала радиоинтерфейса для систем миллиметрового диапазона 5G может составлять всего 0,125 мс, что составляет лишь четверть от нынешних основных низкочастотных систем 5G.

Как упомянула Глобальная ассоциация систем мобильной связи (GSMA) в « Белой книге технологии миллиметровых волн 5G », миллиметровые волны 5G являются неизбежным направлением эволюции технологий мобильной связи, а миллиметровые волны могут полностью раскрыть потенциал 5G .

Технология улучшения покрытия миллиметровыми волнами 5G также становится все более зрелой. В дополнение к вышеупомянутой Massive MIMO широко используется технология формирования луча.

Разница между традиционными базовыми станциями 4G и базовыми станциями 5G с формированием луча похожа на лампочку и фонарик.

Сигнал от базовой станции 4G расходится, как лампочка, в то время как формирование луча может направлять радиоволны на терминал, который должен перемещать сеть, например фонарик, освещать световой луч к цели и перемещаться вместе с целью, что может значительно Увеличьте расстояние связи миллиметрового диапазона.

Кроме того, миллиметровые волны позволяют развернуть большое количество небольших базовых станций, уменьшая расстояние связи для обеспечения высокой пиковой пропускной способности, тем самым увеличивая зону покрытия, что ниже, чем стоимость макробазовых станций 5G средней и низкой частоты размером с башню.

При наличии ряда технических благословений текущая миллиметровая волна может достигать 1-2 километров в зоне прямой видимости вне помещений, в то время как дальность действия вне зоны прямой видимости составляет 100-200 метров.

В сентябре Qualcomm объединила усилия с Ericsson и Casa Systems, чтобы расширить диапазон связи миллиметровых волн до 3,8 км, что в настоящее время является самым большим расстоянием передачи миллиметровых волн.

Сюй Хао, глава отдела исследований и разработок Qualcomm в Китае, однажды сказал, что возможность миллиметрового диапазона волн – это полноценный 5G, а развертывание миллиметрового диапазона 5G является важным шагом на пути к реализации всего видения 5G .

Вышеупомянутые технологии приблизили 5G, который действительно изменил нашу жизнь.

Когда Китай будет использовать миллиметровые волны 5G?

Хотя китайская сеть 5G была официально коммерциализирована только в июне прошлого года, по данным Министерства промышленности и информационных технологий, по состоянию на конец сентября по всей стране было открыто и построено более 690 000 базовых станций 5G, а количество пользователей 5G в Китае превысило 150 миллионов.

В настоящее время во всем мире развернуто только более 800 000 базовых станций 5G, а общее количество пользователей 5G во всем мире составляет менее 200 млн. Видно, что Китай уже занимает лидирующие позиции в развитии 5G.

В то время как 5G продолжает распространяться, китайские приложения миллиметрового диапазона также были включены в повестку дня. Согласно плану китайской группы продвижения IMT-2020 (5G), продвижение миллиметровой волны 5G будет разделено на три этапа:

• В 2019 году мы сосредоточимся на проверке ключевых технологий и характеристик системы 5G миллиметрового диапазона;
• В 2020 году сосредоточиться на проверке функций, производительности и совместимости базовых станций и терминалов миллиметрового диапазона 5G;
• С 2020 по 2021 год мы будем проводить верификацию приложений по типовым сценариям.

На зимних Олимпийских играх в Пекине в 2022 году China Unicom представит сетевое решение на основе технологии миллиметрового диапазона 5G для предоставления сетевых услуг на объектах зимних Олимпийских игр.

К коммерческому использованию миллиметровых волн готовятся не только операторы, но и производители оборудования. Настроенная версия миллиметрового диапазона OnePlus 8 стала первым в Китае смартфоном, поддерживающим миллиметровую волну 5G. Huawei Mate X также имеет версию миллиметрового диапазона, но ее нет в продаже.

Что касается связанной отраслевой цепочки, Чи Юншэн , вице-президент Исследовательского института сетевых технологий China Unicom, отметил, что внутренняя отраслевая цепочка миллиметровых волн относительно слаба по сравнению с зарубежными странами, а степень локализации основных технологий и основных устройств относительно невысока .

Однако Китай также совершил прорыв в области микросхем миллиметрового диапазона 5G. Чип миллиметрового диапазона, разработанный Nanjing Network Communications and Security Purple Mountain Laboratory , снизил стоимость канала с 1000 до 20 юаней и, как ожидается, будет коммерчески доступен в 2022 году.

Не только Китай, но и более 120 операторов по всему миру инвестировали в исследования и разработки в области миллиметровых волн. Они смотрят на огромные перспективы применения миллиметровых волн 5G и значительный коммерческий потенциал.

Согласно прогнозу GSMA, вклад 5G миллиметрового диапазона в мировой ВВП будет экспоненциально расти с 2020 по 2034 год. Он внесет 565 миллиардов долларов США в мировой ВВП и 152 миллиарда долларов США в налоговые поступления в 2034 году.

К тому времени, когда люди упоминают 5G, они могут больше не думать о мобильных телефонах и даже иметь устройства, заменяющие смартфоны.

# Добро пожаловать, чтобы подписаться на официальный аккаунт Aifaner в WeChat: Aifaner (идентификатор WeChat: ifanr), более интересный контент будет предоставлен вам как можно скорее.

Ai Faner | Исходная ссылка · Посмотреть комментарии · Sina Weibo