5G आणि 4G मध्ये काय फरक आहे?

5G आणि 4G मध्ये काय फरक आहे?

आजची गोष्ट एका सूत्राने सुरू होते.

हे एक साधे पण जादुई सूत्र आहे.हे सोपे आहे कारण त्यात फक्त तीन अक्षरे आहेत.आणि हे आश्चर्यकारक आहे कारण हे एक सूत्र आहे ज्यामध्ये संप्रेषण तंत्रज्ञानाचे रहस्य आहे.

सूत्र आहे:

मला सूत्र स्पष्ट करण्यास अनुमती द्या, जे मूलभूत भौतिकशास्त्राचे सूत्र आहे, प्रकाशाचा वेग = तरंगलांबी * वारंवारता.

सूत्राबद्दल, तुम्ही म्हणू शकता: ते 1G, 2G, 3G, किंवा 4G, 5G, सर्व काही स्वतःहून.

वायर्ड?वायरलेस?

फक्त दोन प्रकारचे संप्रेषण तंत्रज्ञान आहेत - वायर कम्युनिकेशन आणि वायरलेस कम्युनिकेशन.

मी तुम्हाला कॉल केल्यास, माहिती डेटा एकतर हवेत (अदृश्य आणि अमूर्त) किंवा भौतिक सामग्री (दृश्यमान आणि मूर्त) आहे.

जर ते भौतिक सामग्रीवर प्रसारित केले गेले तर ते वायर्ड संप्रेषण आहे.हे कॉपर वायर, ऑप्टिकल फायबर, इत्यादी वापरले जाते, सर्व वायर्ड मीडिया म्हणून ओळखले जातात.

जेव्हा वायर्ड मीडियावर डेटा प्रसारित केला जातो, तेव्हा दर खूप उच्च मूल्यांपर्यंत पोहोचू शकतो.

उदाहरणार्थ, प्रयोगशाळेत, एकाच फायबरची कमाल गती 26Tbps पर्यंत पोहोचली आहे;हे पारंपारिक केबलच्या सव्वीस हजार पट आहे.

ऑप्टिकल फायबर

एअरबोर्न कम्युनिकेशन ही मोबाईल कम्युनिकेशनची अडचण आहे.

वर्तमान मुख्य प्रवाहातील मोबाइल मानक 4G LTE आहे, केवळ 150Mbps चा सैद्धांतिक वेग (वाहक एकत्रीकरण वगळून).केबलच्या तुलनेत हे पूर्णपणे काहीही नाही.

त्यामुळे,जर 5G ला हाय-स्पीड एंड-टू-एंड मिळवायचे असेल, तर वायरलेस अडथळे दूर करणे हा महत्त्वाचा मुद्दा आहे.

आपल्या सर्वांना माहित आहे की, वायरलेस कम्युनिकेशन म्हणजे संवादासाठी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींचा वापर.इलेक्ट्रॉनिक लहरी आणि प्रकाश लहरी या दोन्ही विद्युत चुंबकीय लहरी आहेत.

त्याची वारंवारता इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्हचे कार्य निर्धारित करते.वेगवेगळ्या फ्रिक्वेन्सीच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींमध्ये भिन्न वैशिष्ट्ये आहेत आणि त्यामुळे त्यांचे इतर उपयोग आहेत.

उदाहरणार्थ, उच्च-फ्रिक्वेंसी गॅमा किरणांमध्ये लक्षणीय प्राणघातक क्षमता असते आणि ट्यूमरवर उपचार करण्यासाठी वापरला जाऊ शकतो.

सध्या आपण प्रामुख्याने दळणवळणासाठी विद्युत लहरींचा वापर करतो.अर्थात, LIFI सारख्या ऑप्टिकल कम्युनिकेशन्सचा उदय झाला आहे.

LiFi (प्रकाश निष्ठा), दृश्यमान प्रकाश संप्रेषण.

प्रथम रेडिओ लहरींकडे परत येऊ.

इलेक्ट्रॉनिक्स एका प्रकारच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्हशी संबंधित आहेत.त्याची वारंवारता संसाधने मर्यादित आहेत.

आम्ही वारंवारता वेगवेगळ्या भागांमध्ये विभागली आणि हस्तक्षेप आणि संघर्ष टाळण्यासाठी त्यांना विविध वस्तू आणि वापरांसाठी नियुक्त केले.

वेगवेगळ्या फ्रिक्वेन्सीच्या रेडिओ लहरींचा वापर

आम्ही प्रामुख्याने वापरतोMF-SHFमोबाइल फोन संप्रेषणासाठी.

उदाहरणार्थ, "GSM900" आणि "CDMA800" हे सहसा 900MHz वर चालणारे GSM आणि 800MHz वर चालणारे CDMA संदर्भित करतात.

सध्या, जगातील मुख्य प्रवाहातील 4G LTE तंत्रज्ञान मानक UHF आणि SHF चे आहे.

चीन प्रामुख्याने SHF वापरतो

जसे आपण पाहू शकता, 1G, 2G, 3G, 4G च्या विकासासह, वापरलेली रेडिओ फ्रिक्वेन्सी अधिकाधिक वाढत आहे.

का?

याचे मुख्य कारण म्हणजे वारंवारता जितकी जास्त तितकी जास्त वारंवारता संसाधने उपलब्ध.जितकी जास्त वारंवारता संसाधने उपलब्ध असतील तितका उच्च प्रसारण दर प्राप्त केला जाऊ शकतो.

उच्च वारंवारता म्हणजे अधिक संसाधने, म्हणजे वेगवान गती.

तर, 5 जी विशिष्ट फ्रिक्वेन्सी काय वापरते?

खाली दाखविल्याप्रमाणे:

5G ची वारंवारता श्रेणी दोन प्रकारांमध्ये विभागली गेली आहे: एक 6GHz च्या खाली आहे, जो आमच्या सध्याच्या 2G, 3G, 4G पेक्षा खूप वेगळा नाही आणि दुसरा, जो 24GHz पेक्षा जास्त आहे.

सध्या, 28GHz हा आघाडीचा आंतरराष्ट्रीय चाचणी बँड आहे (फ्रिक्वेंसी बँड 5G साठी पहिला व्यावसायिक वारंवारता बँड देखील बनू शकतो)

28GHz ने गणना केल्यास, आम्ही वर नमूद केलेल्या सूत्रानुसार:

बरं, हे 5G चे पहिले तांत्रिक वैशिष्ट्य आहे

मिलीमीटर-लहर

मला वारंवारता सारणी पुन्हा दाखवण्याची परवानगी द्या:

कृपया तळाच्या ओळीकडे लक्ष द्या.की एमिलिमीटर-वेव्ह!

बरं, हाय फ्रिक्वेन्सी खूप चांगली असल्याने, आम्ही आधी हाय फ्रिक्वेन्सी का वापरली नाही?

कारण सोपे आहे:

-तुम्हाला ते वापरायचे नाही असे नाही.हे असे आहे की आपण ते घेऊ शकत नाही.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींची उल्लेखनीय वैशिष्ट्ये: वारंवारता जितकी जास्त, तरंगलांबी जितकी कमी तितकी रेखीय प्रसाराच्या जवळ (विवर्तन क्षमता जितकी वाईट).वारंवारता जितकी जास्त असेल तितके माध्यमात क्षीणता जास्त असते.

तुमचा लेसर पेन पहा (तरंगलांबी सुमारे 635nm आहे).उत्सर्जित प्रकाश सरळ आहे.तुम्ही ते ब्लॉक केल्यास, तुम्ही ते करू शकत नाही.

नंतर सॅटेलाइट कम्युनिकेशन्स आणि GPS नेव्हिगेशन पहा (तरंगलांबी सुमारे 1 सेमी आहे).जर अडथळा असेल तर सिग्नल नसेल.

उपग्रहाला योग्य दिशेने निर्देशित करण्यासाठी उपग्रहाचे मोठे भांडे कॅलिब्रेट केले जाणे आवश्यक आहे, किंवा अगदी थोडेसे चुकीचे संरेखन सिग्नलच्या गुणवत्तेवर परिणाम करेल.

जर मोबाईल संप्रेषण उच्च-फ्रिक्वेंसी बँड वापरत असेल, तर त्याची सर्वात महत्त्वाची समस्या म्हणजे लक्षणीयरीत्या कमी झालेले प्रसारण अंतर आणि कव्हरेज क्षमता मोठ्या प्रमाणात कमी होते.

समान क्षेत्र कव्हर करण्यासाठी, आवश्यक असलेल्या 5G बेस स्टेशनची संख्या लक्षणीयरीत्या 4G पेक्षा जास्त असेल.

बेस स्टेशनच्या संख्येचा अर्थ काय आहे?पैसा, गुंतवणूक आणि खर्च.

फ्रिक्वेंसी जितकी कमी असेल तितके नेटवर्क स्वस्त असेल आणि ते अधिक स्पर्धात्मक असेल.म्हणूनच सर्व वाहकांनी कमी-फ्रिक्वेंसी बँडसाठी संघर्ष केला आहे.

काही बँड्सना गोल्ड फ्रिक्वेन्सी बँड असेही म्हणतात.

म्हणून, वरील कारणांच्या आधारे, उच्च वारंवारतेच्या आधारावर, नेटवर्क बांधकामाचा खर्च कमी करण्यासाठी, 5G ला एक नवीन मार्ग शोधणे आवश्यक आहे.

आणि मार्ग काय आहेत?

प्रथम, मायक्रो बेस स्टेशन आहे.

मायक्रो बेस स्टेशन

बेस स्टेशन्सचे दोन प्रकार आहेत, मायक्रो बेस स्टेशन आणि मॅक्रो बेस स्टेशन.नाव पहा, आणि मायक्रो बेस स्टेशन लहान आहे;मॅक्रो बेस स्टेशन प्रचंड आहे.

मॅक्रो बेस स्टेशन:

मोठे क्षेत्र व्यापण्यासाठी.

मायक्रो बेस स्टेशन:

खूप लहान.

आता अनेक मायक्रो बेस स्टेशन्स, विशेषत: शहरी भागात आणि इनडोअरमध्ये, अनेकदा दिसू शकतात.

भविष्यात, जेव्हा 5G येतो तेव्हा आणखी बरेच काही असतील आणि ते सर्वत्र, जवळजवळ सर्वत्र स्थापित केले जातील.

तुम्ही विचाराल की, आजूबाजूला एवढी बेस स्टेशन्स असतील तर त्याचा मानवी शरीरावर काही परिणाम होईल का?

माझे उत्तर आहे - नाही.

बेस स्टेशन्स जितकी जास्त तितके रेडिएशन कमी.

याचा विचार करा, हिवाळ्यात, लोकांच्या गटासह घरात, एक उच्च-पॉवर हीटर किंवा अनेक लो-पॉवर हीटर असणे चांगले आहे का?

लहान बेस स्टेशन, कमी पॉवर आणि प्रत्येकासाठी योग्य.

जर फक्त मोठे बेस स्टेशन असेल तर, रेडिएशन लक्षणीय असेल आणि खूप दूर असेल तर सिग्नल नाही.

अँटेना कुठे आहे?

तुमच्या लक्षात आले आहे की भूतकाळात सेल फोनमध्ये लांब अँटेना होते आणि सुरुवातीच्या मोबाइल फोनमध्ये लहान अँटेना होते?आमच्याकडे आता अँटेना का नाहीत?

बरं, आम्हाला अँटेनाची गरज नाही असे नाही;आमचे अँटेना लहान होत आहेत.

ऍन्टीनाच्या वैशिष्ट्यांनुसार, ऍन्टीनाची लांबी तरंगलांबीच्या प्रमाणात, अंदाजे 1/10 ~ 1/4 च्या दरम्यान असावी

जसजसा काळ बदलतो, तसतशी आपल्या मोबाईल फोनची कम्युनिकेशन फ्रिक्वेन्सी वाढत आहे, आणि तरंगलांबी कमी होत चालली आहे, आणि अँटेना देखील वेगवान होईल.

मिलिमीटर-वेव्ह कम्युनिकेशन, अँटेना देखील मिलिमीटर-स्तरीय बनतात

याचा अर्थ असा की अँटेना पूर्णपणे मोबाइल फोनमध्ये आणि अगदी अनेक अँटेनामध्ये घातला जाऊ शकतो.

ही 5G ची तिसरी की आहे

मॅसिव्ह एमआयएमओ (मल्टी-अँटेना तंत्रज्ञान)

MIMO, ज्याचा अर्थ एकाधिक-इनपुट, एकाधिक-आउटपुट.

एलटीई युगात, आमच्याकडे आधीपासूनच एमआयएमओ आहे, परंतु अँटेनाची संख्या जास्त नाही, आणि असे म्हटले जाऊ शकते की ही एमआयएमओची पूर्वीची आवृत्ती आहे.

5G युगात, MIMO तंत्रज्ञान हे Massive MIMO ची वर्धित आवृत्ती बनते.

सेल फोनमध्ये अनेक अँटेना भरले जाऊ शकतात, सेल टॉवरचा उल्लेख नाही.

पूर्वीच्या बेस स्टेशनमध्ये फक्त काही अँटेना होते.

5G युगात, अँटेनाची संख्या तुकड्यांद्वारे मोजली जात नाही तर "अॅरे" अँटेना अॅरेद्वारे मोजली जाते.

तथापि, अँटेना एकत्र खूप जवळ नसावेत.

अँटेनाच्या वैशिष्ट्यांमुळे, मल्टी-अँटेना अॅरेसाठी अँटेनामधील अंतर अर्ध्या तरंगलांबीच्या वर ठेवण्याची आवश्यकता असते.जर ते खूप जवळ आले तर ते एकमेकांमध्ये व्यत्यय आणतील आणि सिग्नलचे प्रसारण आणि रिसेप्शन प्रभावित करतील.

जेव्हा बेस स्टेशन सिग्नल प्रसारित करते तेव्हा ते लाइट बल्बसारखे असते.

सभोवतालच्या परिसरात सिग्नल सोडला जातो.प्रकाशासाठी, अर्थातच, संपूर्ण खोली प्रकाशित करणे आहे.केवळ एखाद्या विशिष्ट क्षेत्राचे किंवा वस्तूचे चित्रण करायचे असल्यास, बहुतेक प्रकाश वाया जातो.

बेस स्टेशन समान आहे;भरपूर ऊर्जा आणि संसाधने वाया जातात.

तर, विखुरलेल्या प्रकाशाला बांधण्यासाठी अदृश्य हात सापडतो का?

हे केवळ ऊर्जेची बचत करत नाही तर प्रकाशमय क्षेत्रामध्ये पुरेसा प्रकाश असल्याची खात्री देखील करते.

उत्तर होय आहे.

हे आहेबीमफॉर्मिंग

बीमफॉर्मिंग किंवा अवकाशीय फिल्टरिंग हे दिशात्मक सिग्नल ट्रान्समिशन किंवा रिसेप्शनसाठी सेन्सर अॅरेमध्ये वापरले जाणारे सिग्नल प्रोसेसिंग तंत्र आहे.अँटेना अॅरेमधील घटक एकत्र करून हे साध्य केले जाते जेणेकरून विशिष्ट कोनातील सिग्नल रचनात्मक हस्तक्षेप अनुभवतात तर इतरांना विनाशकारी हस्तक्षेपाचा अनुभव येतो.अवकाशीय निवडकता प्राप्त करण्यासाठी बीमफॉर्मिंगचा वापर ट्रान्समिटिंग आणि रिसिव्हिंग दोन्ही टोकांवर केला जाऊ शकतो.

हे अवकाशीय मल्टिप्लेक्सिंग तंत्रज्ञान सर्वदिशात्मक सिग्नल कव्हरेजपासून अचूक दिशात्मक सेवांमध्ये बदलले आहे, अधिक संप्रेषण दुवे प्रदान करण्यासाठी, बेस स्टेशन सेवा क्षमतेत लक्षणीय सुधारणा करण्यासाठी समान जागेतील बीममध्ये हस्तक्षेप करणार नाही.

सध्याच्या मोबाईल नेटवर्कमध्ये, जरी दोन लोक एकमेकांना समोरासमोर कॉल करत असले तरी, सिग्नल बेस स्टेशन्सद्वारे रिले केले जातात, ज्यामध्ये कंट्रोल सिग्नल आणि डेटा पॅकेटचा समावेश आहे.

पण 5G युगात ही परिस्थिती असेलच असे नाही.

5G चे पाचवे महत्त्वपूर्ण वैशिष्ट्य -D2Dउपकरण ते उपकरण आहे.

5G युगात, जर एकाच बेस स्टेशन अंतर्गत दोन वापरकर्ते एकमेकांशी संवाद साधत असतील, तर त्यांचा डेटा बेस स्टेशनद्वारे नाही तर थेट मोबाइल फोनवर फॉरवर्ड केला जाईल.

अशाप्रकारे, ते भरपूर हवाई संसाधने वाचवते आणि बेस स्टेशनवरील दबाव कमी करते.

परंतु, जर तुम्हाला असे वाटत असेल की तुम्हाला अशा प्रकारे पैसे द्यावे लागणार नाहीत, तर तुम्ही चुकीचे आहात.

नियंत्रण संदेश देखील बेस स्टेशन वरून जाणे आवश्यक आहे;तुम्ही स्पेक्ट्रम संसाधने वापरता.ऑपरेटर तुम्हाला कसे जाऊ देऊ शकतात?

दळणवळण तंत्रज्ञान अनाकलनीय नाही;दळणवळण तंत्रज्ञानाचा मुकुट रत्न म्हणून, 5G हे एक अगम्य नावीन्य क्रांती तंत्रज्ञान नाही;हे विद्यमान संप्रेषण तंत्रज्ञानाच्या उत्क्रांतीपेक्षा अधिक आहे.

एका तज्ञाने म्हटल्याप्रमाणे-

दळणवळण तंत्रज्ञानाच्या मर्यादा तांत्रिक मर्यादांपुरत्या मर्यादित नसून कठोर गणितावर आधारित निष्कर्ष आहेत, ज्याला लवकरच तोडणे अशक्य आहे.

आणि वैज्ञानिक तत्त्वांच्या व्याप्तीमध्ये संप्रेषणाची क्षमता आणखी कशी शोधायची हा संप्रेषण उद्योगातील अनेक लोकांचा अथक प्रयत्न आहे.