5G mmWave چیست؟

5G mmWave سریع‌ترین فناوری شبکه تلفن همراه است که در دنیای واقعی به سرعت 10 گیگابیت بر ثانیه می‌رسد. بیایید بررسی کنیم که در واقع چیست و بیاموزیم که چگونه شبکه های سلولی در این فرآیند کار می کنند. من می دانم که برخی از آن شبیه به Physics 101 است، اما قول می دهم که این به ما کمک می کند تا درک عمیق تری داشته باشیم.

به هر حال یک موج دقیقاً چیست؟

همه ما امواج روی آب را در هنگام آشفتگی دیده ایم. فرض کنید یک شناور در آن آب آشفته (یا هر چیزی که شناور است) وجود دارد، متوجه خواهید شد که بدون اینکه به جایی برود بالا و پایین می‌رود. چرا مانند امواج به جلو یا عقب حرکت نمی کند؟ همچنین، تمام آن انفجار باید به انرژی نیاز داشته باشد. این انرژی از کجا آمده است؟

پاسخ این است که از منبع اصلی اختلال به بیرون سفر کرده است. بگویید کسی سنگریزه ای را در آب ساکن انداخت که موج ایجاد کرد. امواج در حال انبساط انرژی آن سنگریزه را با خود تا بویه حمل می کردند.

با این حال، چرا آن انرژی شناور را به جلو هل نداد؟ این به این دلیل است که حتی اگر این توهم به سمت بیرون موج می زند، آب در واقع دورتر از آن حرکت نمی کند. فقط بالا و پایین می پرد. بنابراین، برای جمع بندی، انرژی موج به بیرون منتقل می شود، اما خود موج در جای خود باقی می ماند. درست مثل اینکه مردم با بالا و پایین نشستن در استادیوم موج ایجاد می کنند.

هر موجی از اصول یکسانی پیروی می کند. به عنوان مثال، اگر به جای آب در هوا اختلال ایجاد کنید، یک موج دقیقاً به همین شکل عمل می کند (صدا همین است).

از نظر علمی، برای هر یک از این رفتارها یک اصطلاح و روشی برای تعیین کمیت آنها وجود دارد. به عنوان مثال، اگر شمارش کنید که شناور چند بار در یک ثانیه به بالا و پایین می پرد، این فرکانس آن است. این که شناور هر بار چقدر به سمت بالا و پایین حرکت می کند، دامنه موج است. و اگر یک خط کش بگیرید و فاصله بین امواج را اندازه بگیرید، این طول موج آن خواهد بود.

هنگامی که امواج به هم نزدیکتر می شوند، طول موج کوتاهتر و فرکانس بالاتر است. فرکانس کمتر است و وقتی امواج از هم دورتر هستند، طول موج بیشتر می شود. به عنوان یک قاعده، فرکانس های بالاتر به معنای انرژی بیشتر است و بالعکس.

5G نوع خاصی از موج است

امواج همه جا در اطراف ما هستند. نوری که ما می بینیم در واقع می تواند درست مانند امواج آب رفتار کند. برخلاف امواج آب یا هوا، این نوعی موج خاص است که برای پخش شدن نیازی به ماده ندارد. فقط می تواند در فضای خالی پخش شود. این نوع خاص از امواج را موج الکترومغناطیسی می نامند.

این از یک طیف کامل از طول موج های مختلف ساخته شده است، و یک نوار باریک از آن طیف چیزی است که ما به عنوان نور مرئی درک می کنیم. تمام رنگ هایی که می بینیم فقط طول موج های متفاوتی در این طیف هستند. به عبارت ساده تر، ما فقط یک تکه کوچک از امواج الکترومغناطیسی را می بینیم و بقیه نامرئی هستند.

هنگامی که یک موج الکترومغناطیسی دارای طول موج بسیار کوتاهی است، می تواند یک پرتو گاما، اشعه ایکس یا امواج فرابنفش باشد (همان اشعه های UV که قرار است هنگام قرار گرفتن در معرض خورشید از آن اجتناب کنیم). در طرف مقابل، زمانی که دارای طولانی ترین طول موج ممکن است، یک موج رادیویی است.

امواج رادیویی می توانند مسافت های باورنکردنی را طی کنند زیرا طولانی ترین طول موج ها و فرکانس های بسیار پایین را دارند. به همین دلیل است که ما از آنها برای ارتباط بی سیم استفاده می کنیم. Wi-Fi و تلفن همراه، از جمله 5G، در واقع امواج رادیویی هستند.

امواج می توانند داده های زیادی را حمل کنند

اما چگونه یک موج می تواند پیام یا بسته های داده اینترنتی را حمل کند؟ به نظر حیرت انگیز می رسد، اما کلید آن در سادگی زبان خود پیام نهفته است.

احتمالاً در مورد کد مورس شنیده اید. این زبان کاملاً از نقطه و خط تیره ساخته شده است. سپس باینری وجود دارد، زبان 1 و 0، که کامپیوترها آن را می خوانند و می فهمند.

شناور را به خاطر دارید که وقتی سنگریزه ای را در آب می اندازید بالا و پایین می شود؟ می توانید یک زبان از آن برای ارسال پیام ایجاد کنید. ارتفاعی که شناورها تا آن می‌شوند می‌تواند کد باشد: ارتفاع بالاتر می‌تواند 1 باشد و ارتفاع پایین‌تر می‌تواند صفر باشد. شما می توانید یک سنگ بزرگ را برای “رمزگذاری” عدد 1 و یک سنگریزه کوچک را برای “رمزگذاری” عدد 0 رها کنید. این کار بسیار ناهموار و کند خواهد بود، اما در اصل، فردی دورتر می تواند شناور را مشاهده کند و پیامی را که از طریق امواج ارسال کرده اید تفسیر کند.

اساساً ارتباطات رادیویی اینگونه است. یک دستگاه فرستنده با تغییر فرکانس، دامنه (درست مانند شناور ما)، یا فاز موج، 1 و 0 را رمزگذاری می کند. از نظر فنی به آن مدولاسیون می گویند.

یک الگوی 1 و 0 را می توان روی یک موج نگاشت یا “رمزگذاری کرد” زیرا فرستنده می تواند اختلالات بسیار دقیقی ایجاد کند که سخت افزار گیرنده آن ها را به 1 ها و 0 ها “رمزگشایی” می کند. می‌توانید ببینید که چگونه موجی با فرکانس بالاتر (ارتعاشات بیشتر در ثانیه) و طول موج کوتاه‌تر به شما امکان می‌دهد اطلاعات بیشتری را رمزگذاری کنید زیرا شکاف‌ها یا فرصت‌های بیشتری برای تعدیل بیت‌های موج وجود دارد.

ما قبلاً می دانیم که شبکه های سلولی بر روی امواج رادیویی کار می کنند و امواج رادیویی می توانند طول موج هایی به کوچکی یک میلی متر یا چندین مایل داشته باشند. این کلید است.

5G mmWave توضیح داده شده است

با آن، ما تمام قطعات پازل را برای نشان دادن چیستی 5G mmWave داریم.

نسل های اولیه سلولی (1G و 2G) از امواج رادیویی استفاده می کردند که حدود 1 تا 2 میلیارد بار در ثانیه (1-2 گیگاهرتز) ارتعاش می کنند و طول موج هایی در حدود 1 فوت دارند. سریع به نظر می رسد، اما نسل اول حتی نمی توانست پیام های متنی ارسال کند. نسل سوم (3G) فرکانس را به 2.5 گیگاهرتز رساند و طول موج را به نصف کاهش داد. با 3G، می توانید اینترنت را مرور کنید و با SD پخش جریانی کنید. با نسل چهارم (4G)، فرکانس به 8 گیگاهرتز رسید و طول موج به 1.5 اینچ کاهش یافت که امکان پخش HD و مرور سریع را فراهم کرد. در دنیای واقعی به حدود 50 مگابیت بر ثانیه تا 100 مگابیت در ثانیه می رسد.

5G یک جهش رو به جلو است زیرا با سرعت فوق العاده 100 گیگاهرتز (که صد میلیارد بار در ثانیه است) کار می کند. طول موج آن می تواند به کوتاهی یک میلی متر (میلی متر) باشد. از این رو نام. پس این همان چیزی است که 5G mmWave است: یک شبکه سلولی که با فرکانس فوق‌العاده بالا و طول موج‌های 1 میلی‌متر کار می‌کند و سرعت دانلود متوسط ​​2.5 گیگابیت بر ثانیه دارد.

چه معنایی برای ما دارد

5G فقط سریعتر از 4G نیست. همچنین بسیار پاسخگوتر است. تأخیر می تواند به کمتر از 1 میلی ثانیه برسد که تقریباً آنی است. این بدان معناست که هیچ تاخیری در بازی‌های آنلاین و پخش 4K یا 8K بدون هیچ بافری وجود ندارد. زمان پاسخگویی تقریباً فوری برای دستگاه‌های اینترنت اشیا، واقعیت افزوده، خودروهای خودران و فناوری‌هایی که به تأخیر کم نیاز دارند نیز عالی است.

علاوه بر انتقال اطلاعات بسیار سریع و تأخیر فوق‌العاده کم، 5G mmWave از پهنای باند بیشتری در مقایسه با شبکه‌های سنتی پشتیبانی می‌کند (دستگاه‌های بسیار بیشتری می‌توانند بدون ازدحام شبکه به آن متصل شوند).

محدودیت های 5G mmWave

هر فناوری سلولی قبل از 5G، از جمله 4G، از یک باند فرکانسی واحد استفاده می کرد. 5G از بسیاری استفاده می کند. 5G mmWave تنها یکی از این تعداد باند است. همچنین 5G زیر 6 گیگاهرتز وجود دارد که با فرکانس‌های مشابه 4G کار می‌کند. سپس زیر 1 گیگاهرتز وجود دارد که از فرکانس های پایین تر استفاده می کند. باندهای فرکانس 5G می توانند فرکانس بالا، فرکانس متوسط ​​و فرکانس پایین باشند. چه چیزی می دهد؟
نماد نوار وضعیت 5G UC در آیفون 13 پرو.

از آنجایی که امواج 5G به طور محکم در کنار هم قرار دارند (در مقایسه با نوع قدیمی امواج رادیویی)، نمی توانند به دورتر گسترش یابند. ساختمان‌ها، درختان و حتی باران یا برف می‌توانند مانع 5G mmWave شوند.

به همین دلیل است که این فناوری چندان گسترده نیست. به شبکه ای متراکم از سلول های کوچک نیاز است تا حتی چند بلوک شهر را پوشش دهد، برخلاف 4G، که متکی به برج های سلولی بزرگی است که معمولا چندین مایل را پوشش می دهند.

مطلب مرتبط:اینترنت چه تفاوتی با وب دارد؟ – بهبود عملکرد و امنیت مرورگر فایرفاکس