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转帖知乎]5G网络和4G网络有什么区别?

作者:ca88  来源:ca88游戏官网  时间:2020-11-19 10:04  点击:

  这是一个既简单又神奇的公式。说它简单是因为它一共只有3个字母。而说它神奇是因为这个公式蕴含了博大精深的通信技术奥秘这个星球上有无数的人都在为之魂牵梦绕。

  我相信很多同学都认出这个公式了如果没认出来而且你又是一个理科生的线c;请记得有空多给你的中学物理老师打打电线;

  小枣君解释一下上面这个公式这是物理学的基本公式光速波长×频率。

  通信技术无论什么黑科技白科技归根到底就分为两种——有线通信和无线通信。

  如果是在实体物质上传播就是有线c;基本上就是用的铜线、光纤这些线c;统称为有线介质。

  以光纤为例在实验室中单条光纤最大速度已达到了26Tbps。。。是传统网线的两万六千倍。。。

  所以5G如果要实现端到端的高速率重点是突破无线这部分的瓶颈。

  大家都知道无线通信就是利用电磁波进行通信。电波和光波都属于电磁波。

  电磁波的功能特性是由它的频率决定的。不同频率的电磁波有不同的属性特点从而有不同的用途。

  例如高频的γ射线c;具有很大的杀伤力可以用来治疗肿瘤。

  我们目前主要使用电波进行通信。当然光波通信也在崛起例如LiFi。

  为了避免干扰和冲突我们在电波这条公路上进一步划分车道分配给不同的对象和用途。

  请大家注意上面图中的红色字体。一直以来我们主要是用中频~超高频进行手机通信的。

  大家能看出来随着1G、2G、3G、4G的发展使用的电波频率是越来越高的。

  这主要是因为频率越高能使用的频率资源越丰富。频率资源越丰富能实现的传输速率就越高。

  应该不难理解吧频率资源就像车厢越高的频率车厢越多相同时间内能装载的信息就越多。

  电磁波的显著特点频率越高波长越短越趋近于直线;绕射能力越差。频率越高在传播介质中的衰减也越大。

  卫星那口大锅必须校准瞄着卫星的方向否则哪怕稍微歪一点都会影响信号质量。

  移动通信如果用了高频段那么它最大的问题就是传输距离大幅缩短覆盖能力大幅减弱。

  频率越低网络建设就越省钱竞争起来就越有利。这就是为什么这些年电信、移动、联通为了低频段而争得头破血流。

  所以基于以上原因在高频率的前提下为了减轻网络建设方面的成本压力5G必须寻找新的出路。

  其实微基站现在就有不少尤其是城区和室内经常能看到。

  大家有没有发现以前大哥大都有很长的天线c;早期的手机也有突出来的小天线c;为什么现在我们的手机都没有天线f;

  根据天线c;天线长度应与波长成正比大约在1/10~1/4之间。

  随着时间变化我们手机的通信频率越来越高波长越来越短天线也就跟着变短啦

  这就意味着天线完全可以塞进手机的里面甚至可以塞很多根。。。

  5G时代天线数量不是按根来算了是按“阵”。。。“天线阵列”。。。一眼看去要得密集恐惧症的节奏。。。

  因为天线c;多天线阵列要求天线之间的距离保持在半个波长以上。如果距离近了就会互相干扰影响信号的收发。

  其实基站发射信号的时候就有点像灯泡发光。

  信号是向四周发射的对于光当然是照亮整个房间如果只是想照亮某个区域或物体那么大部分的光都浪费了。。。

  我们能不能找到一只无形的手把散开的光束缚起来呢

  在基站上布设天线c;通过对射频信号相位的控制使得相互作用后的电磁波的波瓣变得非常狭窄并指向它所提供服务的手机而且能跟据手机的移动而转变方向。

  这种空间复用技术由全向的信号覆盖变为了精准指向性服务波束之间不会干扰在相同的空间中提供更多的通信链路极大地提高基站的服务容量。

  在目前的移动通信网络中即使是两个人面对面拨打对方的手机或手机对传照片信号都是通过基站进行中转的包括控制信令和数据包。。。

  5G时代同一基站下的两个用户如果互相进行通信他们的数据将不再通过基站转发而是直接手机到手机。。。

  这样就节约了大量的空中资源也减轻了基站的压力。

  不过如果你觉得这样就不用付钱那你就图样图森破了。

  控制消息还是要从基站走的你用着频谱资源运营商爸爸怎么可能放过你。。。

  相信大家通过本文对5G和她背后的通信知识已经有了深刻的理解。而这一切都只是源于一个小学生都能看懂的数学公式。不是么

  通信技术并不神秘5G作为通信技术皇冠上最耀眼的宝石也不是什么遥不可及的创新革命技术它更多是对现有通信技术的演进。

  通信技术的极限并不是技术工艺方面的限制而是建立在严谨数学基础上的推论在可以遇见的未来是基本不可能突破的。

  如何在科学原理的范畴内进一步发掘通信的潜力是通信行业众多奋斗者们孜孜不倦的追求。

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