5G mmWave: Prędkości do 10 Gbps? Dowiedz się teraz 📱🔥
Technologia 5G mmWave jest najszybszą technologią dostępną w sieciach komórkowych, osiągającą w warunkach rzeczywistych prędkości do 10 Gb/s. Dowiedzmy się, czym to naprawdę jest i poznajmy przy okazji zasady działania sieci komórkowych! 🕵️♂️ Chociaż niektóre fragmenty mogą przypominać lekcję fizyki, obiecuję, że pomoże nam to lepiej zrozumieć temat.
Czym właściwie jest fala?
Wszyscy widzieliśmy fale na wodzie, gdy jest ona wzburzona. Wyobraźmy sobie, że na tej wzburzonej wodzie znajduje się boja (lub coś, co unosi się na wodzie); zauważysz, że po prostu porusza się w górę i w dół, nie ruszając się nigdzie. Dlaczego nie porusza się do przodu ani do tyłu, jak zdają się to robić fale? 🤔 Poza tym każdy ten ruch wymaga energii. Skąd wzięła się ta energia?
Odpowiedź jest taka, że przemieściło się ono na zewnątrz od pierwotnego źródła zaburzenia. Wyobraź sobie, że ktoś wrzuca kamień do spokojnej wody, co powoduje powstanie fali. Fale rozprężeniowe przenoszą energię tego kamienia do boi.
Dlaczego więc ta energia nie przesunęła boi do przodu? Dzieje się tak dlatego, że chociaż woda wydaje się rozszerzać na zewnątrz, w rzeczywistości nie przemieszcza się dalej. Po prostu podskakuje w górę i w dół. Podsumowując, energia fali zostaje przeniesiona, ale sama fala pozostaje na swoim miejscu. Podobnie jest, gdy ludzie tworzą falę na stadionie, wstając i siadając.
Każda fala podlega tym samym zasadom. Na przykład fala zachowywałaby się tak samo, gdybyś zamiast w wodzie wywołał zaburzenie w powietrzu (to właśnie jest dźwięk!). 🎶
Z naukowego punktu widzenia każde z tych zachowań ma swoją nazwę i sposób na ich ilościowe określenie. Jeśli policzysz, ile razy boja podskakuje w górę i w dół w ciągu jednej sekundy, to jest jej częstotliwość. Odległość, jaką boja pokonuje w górę i w dół za każdym razem, to amplituda fali. A jeśli weźmiesz linijkę i zmierzysz odległość między zmarszczkami, to będzie ich długość fali.
Gdy fale znajdują się bliżej siebie, długość fali jest krótsza, a częstotliwość wyższa. Gdy fale są bardziej oddalone od siebie, częstotliwość jest niższa, a długość fali dłuższa. Ogólnie rzecz biorąc, wyższe częstotliwości oznaczają więcej energii i odwrotnie.
5G to specjalny rodzaj fali
Fale są wokół nas. Światło, które widzimy, może zachowywać się jak fale na wodzie. ☀️ Jednakże w przeciwieństwie do fal wodnych i powietrznych istnieje szczególny rodzaj fal, który do rozprzestrzeniania się nie potrzebuje żadnego materiału. Może po prostu rozciągać się w pustej przestrzeni. Ten szczególny rodzaj fali nazywa się falą elektromagnetyczną.
Składa się ono z pełnego spektrum różnych długości fal, a wąski pas tego spektrum to to, co postrzegamy jako światło widzialne. Wszystkie kolory, które widzimy, to po prostu różne długości fal tego widma. Innymi słowy, widzimy tylko małą część fal elektromagnetycznych, a reszta jest niewidoczna. 🌈
Jeśli fala elektromagnetyczna ma bardzo krótką długość, może to być promieniowanie gamma, promieniowanie rentgenowskie lub fala ultrafioletowa (to te same promienie UV, których powinniśmy unikać, przebywając na słońcu!). Na przeciwnym biegunie, gdy ma najdłuższą możliwą długość fali, jest falą radiową.
Fale radiowe mogą pokonywać niewiarygodne odległości, ponieważ mają najdłuższe długości fal i bardzo niskie częstotliwości. Z tego powodu wykorzystujemy je do komunikacji bezprzewodowej. Sieci Wi-Fi i komórkowe, w tym 5G, to tak naprawdę fale radiowe. 📡
Fale mogą przenosić mnóstwo informacji bardzo szybko
W jaki sposób fala może przenosić wiadomości lub pakiety danych internetowych? Brzmi to niepokojąco, ale klucz leży w prostocie języka samego przekazu. 💬
Prawdopodobnie słyszałeś o kodzie Morse'a. Jest to język zbudowany wyłącznie z kropek i kresek. Następnie istnieje system binarny, język jedynek i zer, który komputery odczytują i rozumieją.
Pamiętasz boję, która porusza się w górę i w dół, gdy wrzucisz kamień do wody? Można by na jego podstawie stworzyć język służący do przekazywania wiadomości. Wysokość, na jaką wznosi się boja, może być kodem: najwyższa wysokość może wynosić 1, a najniższa — zero. Można upuścić duży kamień, aby „zakodować” 1 i mały, aby „zakodować” 0. Nie byłoby to zbyt wydajne ani szybkie, ale w zasadzie ktoś będący daleko mógłby zaobserwować boję i zinterpretować wiadomość, którą wysłałeś przez fale.
Tak w skrócie działa komunikacja radiowa. Urządzenie nadawcze koduje jedynki i zera poprzez zmianę częstotliwości, amplitudy (podobnie jak nasza boja) lub fazy fali. Technicznie rzecz biorąc, nazywa się to modulacją.
Wzór jedynek i zer można odwzorować lub „zakodować” w fali, ponieważ nadajnik może tworzyć niezwykle precyzyjne zakłócenia, które sprzęt odbiorczy interpretuje i „dekoduje” na jedynki i zera. Można zauważyć, że fala o wyższej częstotliwości (więcej drgań na sekundę) i krótszej długości fali pozwala na zakodowanie większej ilości informacji, ponieważ daje więcej możliwości modulacji poszczególnych bitów fali.
Wiemy już, że sieci komórkowe działają w oparciu o fale radiowe, których długość może wynosić od milimetra do kilku kilometrów. To jest sedno sprawy.
Wyjaśnienie 5G mmWave
Dzięki temu mamy już wszystkie elementy układanki ilustrujące, czym jest 5G mmWave.
Pierwsze generacje telefonów komórkowych (1G i 2G) wykorzystywały fale radiowe, które drgały z częstotliwością 1–2 miliardów razy na sekundę (1–2 GHz) i miały długość około 30 cm. Brzmi to dziwnie, ale pierwsze pokolenie nie potrafiło nawet pisać SMS-ów. Trzecia generacja (3G) zwiększyła częstotliwość do 2,5 GHz i skróciła długość fali o połowę. Dzięki technologii 3G możesz surfować po internecie i oglądać transmisje w jakości SD. W czwartej generacji (4G) częstotliwość wzrosła do 8 GHz, a długość fali skróciła się do 1,5 cala, co umożliwiło strumieniowanie HD i szybkie przeglądanie stron internetowych, osiągając w warunkach rzeczywistych przepustowość od 50 Mb/s do 100 Mb/s.
Technologia 5G jest przełomowa, ponieważ działa na zadziwiającej częstotliwości 100 GHz (sto miliardów razy na sekundę!). Długość fali może wynosić zaledwie milimetr (mm), stąd jej nazwa. Oto czym jest 5G mmWave: siecią komórkową działającą na wyjątkowo wysokiej częstotliwości i długości fali 1 mm, osiągającą średnią prędkość pobierania danych na poziomie 2,5 Gb/s.
Co to dla nas oznacza?
Technologia 5G jest nie tylko szybsza niż 4G; Jest również o wiele bardziej responsywny. Opóźnienie może wynosić zaledwie 1 milisekundę, co oznacza, że przesył danych następuje niemal natychmiastowo. Oznacza to brak opóźnień w grach online oraz przesyłanie strumieniowe w rozdzielczości 4K lub 8K bez przerw i buforowania. 🎮 Niemal natychmiastowy czas reakcji doskonale sprawdza się w przypadku urządzeń IoT, rzeczywistości rozszerzonej, samochodów autonomicznych i technologii wymagających niskich opóźnień.
Oprócz ultraszybkiej transmisji danych i niezwykle niskiego opóźnienia, technologia 5G mmWave oferuje również większą przepustowość w porównaniu z tradycyjnymi sieciami (znacznie więcej urządzeń może się połączyć bez ryzyka przeciążenia sieci).
Ograniczenia 5G mmWave
Każda technologia komórkowa przed 5G, łącznie z 4G, wykorzystywała jedno pasmo częstotliwości. 5G wykorzystuje wiele. 5G mmWave to tylko jedno z wielu pasm. Istnieje również sieć 5G Sub-6 GHz, która działa na tych samych częstotliwościach, co 4G. Następnie mamy Sub-1 GHz, który wykorzystuje jeszcze niższe częstotliwości. 🌐 Pasma częstotliwości 5G mogą być pasmami wysokiej, średniej i niskiej częstotliwości. Co tu się dzieje?
Ponieważ fale 5G są bardzo blisko siebie (w porównaniu do starych fal radiowych), nie mogą się rozprzestrzeniać na dużą odległość. Budynki, drzewa, a nawet deszcz lub śnieg mogą blokować transmisję 5G mmWave. 🌧️
Dlatego technologia ta nie jest zbyt powszechna. Aby objąć zasięgiem nawet kilka przecznic miasta, konieczna jest gęsta sieć małych komórek, w przeciwieństwie do sieci 4G, która opiera się na dużych wieżach komórkowych o zasięgu zwykle kilku kilometrów.
Technologia 5G mmWave to nasz najnowszy i najbardziej zaawansowany krok w kierunku płynnej komunikacji bezprzewodowej, jednak może nie zostać tak powszechnie przyjęta, jak miało to miejsce w przypadku poprzednich generacji. Nadal osiągnięcie prędkości gigabitowych w połączenie danych swojego telefonu będzie Ci zawsze sprawiać wrażenie, że przyszłość jest już tutaj. 🚀
