لماذا يُطلق على نطاق 700 متر في الإذاعة والتلفزيون اسم النطاق الذهبي؟

في الصين، لا يوجد نطاق ترددي يلفت الأنظار مثل نطاق 700 متر.

ويسمى بالاتصالات المتنقلة「سوار ذهبي"أثار هذا الموضوع العديد من المواضيع في عصر الجيل الرابع.

كيف يمكن أن يكون جهاز 700 مليون بهذه الجودة والكفاءة؟ يتمتع بسمعة طيبة ويحمل الكثير من التوقعات؟

في عصر الجيل الخامس، دخلت هيئة الإذاعة والتلفزيون الصينية السوق رسمياً بـ 700 مليون مشترك، لتصبح رابع مشغل للهواتف المحمولة.

Is this new player with a powerful weapon in his hands a little-known, following the same trend, or is he a distinctive player who takes an eccentric approach?

In this issue, let’s talk about 700M.

احد،كما أن "نطاق التردد الذهبي" يعاني من بعض أوجه القصور

قبل أكثر من 130 عامًا، ومع وميض الشرارات الكهربائية على طاولة تجارب هيرتز، فتح الإنسان الباب أمام الموجات الكهرومغناطيسية. ومنذ ذلك الحين، بدأ الإنسان في ترويض هذه المادة الغامضة غير المرئية وغير الملموسة.

تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية في الفضاء على شكل موجات جيبية. وهنا نحتاج إلى تقديم معادلة بسيطة وفعّالة:

ج=λf

Cإنها سرعة الضوء. سرعة الضوء ثابتة أساسية في الكون. تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية بسرعة الضوء.

λ: إنه الطول الموجي، وهو المسافة التي يمكن أن تنتشر فيها الموجات الكهرومغناطيسية في دورة واحدة.

fالتردد هو عدد الأطوال الموجية التي يمكن إرسالها في الثانية الواحدة. سُميت الوحدة نسبةً إلى الهرتز. على سبيل المثال، 1 هرتز يعني أن الموجات الكهرومغناطيسية تنتشر بطول موجي واحد في الثانية، و1,000,000 هرتز (يُسمى أيضًا 1 ميجاهرتز أو 1 ميجاهرتز) يعني أن الموجات الكهرومغناطيسية تنتشر بمليون طول موجي في الثانية.

بما أن سرعة الضوء ثابتة، فإن الطول الموجي والتردد يتناسبان عكسياً، أي كلما زاد الطول الموجي، انخفض التردد؛وعلى العكس من ذلك، كلما كان الطول الموجي أقصر، كلما كان التردد أعلى.

إلى أسفلThe picture is the definition of 5Gمن بين نطاقي التردد، يمتد نطاق FR1 من 410 ميجاهرتز إلى 7125 ميجاهرتز. في الواقع، يقع الطيف الترددي الرئيسي المستخدم في شبكات الجيل الرابع (4G) بين 700 ميجاهرتز و3500 ميجاهرتز. وتواصل شبكات الجيل الخامس (5G) التوسع لتشمل نطاقات تردد عالية وعرض نطاق ترددي كبير، مع الحفاظ على طيف تردد شبكات الجيل الرابع (4G).

كلما زاد التردد، زاد عرض النطاق الترددي المتاح، وبالتالي زادت سرعة التحميل القصوى التي يمكن توفيرها. وهذا يلبي الطلب على سرعات التنزيل الفائقة لشبكات الجيل الخامس، ولكن لا يمكن تجاهل أوجه القصور في نطاقات الترددات العالية.

بمعنى آخر، كلما زاد التردد، قصر الطول الموجي، وازداد ميل الموجة للانتشار في خط مستقيم، زاد فقد الانتشار في بيئة معقدة، وتراجعت قدرة الموجة على الانكسار والحيود. وأكثر ما يتبادر إلى أذهاننا عند الحديث عن هذا هو ضعف قدرتها على اختراق الجدران.

على سبيل المثال، إشارات الواي فاي والأضواء كلاهما موجات كهرومغناطيسية. تستخدم إشارات الواي فاي ترددات 2.4 جيجاهرتز و5 جيجاهرتز. يمكننا أيضًا مناقشة ما إذا كان جهاز التوجيه المنزلي قادرًا على اختراق جدار واحد أو جدارين. تردد الضوء المرئي مرتفع جدًا، فهو أعلى بمئات آلاف المرات من تردد الواي فاي، لذا فهو لا يستطيع اختراق الجدران، بل ولا حتى الورق.

لذا، عند إنشاء محطات البث، كلما زاد نطاق التردد المستخدم، قلّ نصف قطر تغطية المحطة. ولتحقيق تغطية متواصلة، يجب بناء محطات البث بكثافة عالية. بعبارة أخرى، كلما زاد نطاق التردد، زاد عدد محطات البث المطلوبة، وبالتالي ترتفع التكلفة.

علاوة على ذلك، كلما زاد تردد الإشارة، زادت صعوبة توفير التغطية الداخلية.

كما هو موضح في الشكل أعلاه، لكي تصل إشارة المحطة الأساسية إلى منزلك، يجب أن تمر عبر خمسة عوامل رئيسية تعيق وصولها: فقدان الإشارة في الهواء الطلق، وفقدانها بسبب الانعراج، وفقدانها بسبب اختراق الأشجار والمنازل، وفقدانها داخل المباني. ولا ينجو إلا الأقوى.

700 ميجاهرتز هي بالضبط مثل هذه القوة الهائلة.

وهو النطاق الترددي المنخفض الأكثر استخدامًا على نطاق واسع للاتصالات المتنقلة (أقل من 1 جيجاهرتز، ويسمى أيضًا Sub1G)، مع فقدان انتشار صغير وقدرات تغطية قوية للغاية.

بحلول نهاية عام 2020، أنشأت شركة تشاينا موبايل ما يقارب 350 ألف محطة بث لشبكة الجيل الخامس، محققةً بذلك تغطيةً في معظم مدن المحافظات. ولكن لتغطية المقاطعات والضواحي الشاسعة، هناك حاجة إلى المزيد من محطات البث.

تستخدم شركة تشاينا موبايل نطاق تردد 2.6 جيجاهرتز لشبكات الجيل الخامس، وهو أعلى قليلاً من نطاق تردد شبكات الجيل الرابع. وتمتلك الشركة حاليًا 3.15 مليون محطة بث لشبكات الجيل الرابع في جميع أنحاء البلاد. ولكي تصل تغطية شبكات الجيل الخامس إلى مستوى تغطية شبكات الجيل الرابع، يُمكنك تخيّل عدد محطات البث الجديدة التي يجب إنشاؤها.

تشير التقارير إلى أنه باستخدام نطاق التردد 700 ميجاهرتز، يكفي بناء ما بين 450,000 ألفًا و500,000 ألف محطة بث لتغطية كامل البلاد. وتخطط هيئة الإذاعة والتلفزيون لبناء 400,000 ألف محطة بث في عام 2021، ما سيغطي أكثر من 90% من القرى في جميع أنحاء البلاد.

يتضح أن ميزة التغطية التي يوفرها نطاق التردد 700 ميجاهرتز هائلة للغاية، ولهذا السبب يُطلق عليه اسم"الفرقة الذهبية"السبب.

إذا هذا"ذهبنطاق الترددهل هو مثالي حقا؟

كما يُقال، النجاح لا يقل سوءاً عن الفشل. فمزايا وعيوب مشروع 700 مليون مرتبطة ارتباطاً وثيقاً ولا يمكن فصلها.

نظراً لانخفاض تردد 700 ميجاهرتز، فإن طول الموجة كبير نسبياً، لذا عند إرسال أو استقبال الإشارات، يجب أن يكون حجم عنصر الهوائي أكبر تبعاً لذلك. ومع ذلك، فإن مساحة الهوائي محدودة، وبالتالي لا يمكنها استيعاب عدد كبير من المذبذبات.

ونتيجة لذلك، فإن التقنية الأساسية لتقنية الجيل الخامس - مصفوفة الهوائيات الضخمة (MIMO الضخمة) - قد فاتتها بشكل أساسي سرعة 700 ميجاهرتز.

حالياً، جميع منتجات الجيل الخامس السائدة المستخدمة تجارياً في نطاقات التردد 2600 ميجاهرتز أو 3500 ميجاهرتز هي عبارة عن 192 هزازاً.64 يومالأسلاكبينما لا يمكن لـ 700M استخدام سوى شكل RRU السابق بالإضافة إلى هوائي ذي 4 منافذ.

علاوة على ذلك، فإن الهاتف المحمول2600Mor3500Mتحت نطاق التردديمكنه دعم استقبال 4 هوائيات، ولكن تحت نطاق 700 متر، يمكنه فقط دعم استقبال هوائيين.

بهذه الطريقة، من منظور سعة الخلية،2600Mor3500Mنطاق التردديمكنه دعم 16 تدفقًا للبيانات في وقت واحد، بينما يدعم 700 ميجابت في الثانية 4 تدفقات فقط. بالنسبة لهاتف محمول واحد، استخدم2600Mor3500Mنطاق الترددعند استخدام 700 ميجا، يمكنه استقبال 4 تدفقات من البيانات في نفس الوقت، ولكن عند استخدام 700 ميجا، يمكنه استقبال تدفقين فقط من البيانات في نفس الوقت.

علاوة على ذلك، فإن عرض النطاق الترددي المتاح البالغ 700 ميجابت أعلى أيضًا من عرض النطاق الترددي البالغ مئات الميجابت.3500Mنطاق الترددأصغر بكثير، مما يزيد من مشكلة عدم كفاية السعة.

بمعنى آخر، من منظور التغطية، فإن 700 مليون"الفرقة الذهبية"، ولكنها قصيرة في القدرة.

2. نطاق تردد وعرض نطاق ترددي 700 ميجاهرتز

بما أن نطاق التردد 700 ميجاهرتز يشهد إقبالاً كثيفاً، فأي جزء من هذا النطاق هو المقصود في الشوارع؟ هل هو نطاق 100 ميجاهرتز الممتد من 700 ميجاهرتز إلى 800 ميجاهرتز؟

في الواقع، في عصر الجيل الرابع، حددت منظمة 3GPP سلسلة من قوائم نطاقات التردد، بما في ذلك 700 ميجاهرتز.

كما هو موضح في الصورة أعلاه، ينقسم نطاق 700 ميجاهرتز المحدد بواسطة تقنية الجيل الرابع إلى سلسلتين: نطاق أمريكا الشمالية 700 ميجاهرتز ونطاق آسيا والمحيط الهادئ 700 ميجاهرتز. ومن بينها، تنتمي النطاقات B12 وB13 وB14 وB17 إلى نطاق أمريكا الشمالية 700 ميجاهرتز، وكما يوحي الاسم، فهي تُستخدم بشكل رئيسي في أمريكا الشمالية؛ أما النطاق B28 فيُسمى نطاق آسيا والمحيط الهادئ 700 ميجاهرتز، ويُستخدم بشكل رئيسي في منطقة آسيا والمحيط الهادئ.

في الواقع، بفضل نطاق ترددها الواسع وتغطيتها الجيدة، شاع استخدام نطاق آسيا والمحيط الهادئ 700 في عصر الجيل الرابع. ولا يقتصر استخدامه على منطقة آسيا والمحيط الهادئ، طالما كان هذا النطاق الترددي متاحًا في بلد معين ومدعومًا من قبل الهواتف المحمولة.

في عصر الجيل الخامس، يعتبر نطاق أمريكا الشمالية 700 مجزأً للغاية ولا يحدد سوى النطاقين n12 و n14. أما نطاق آسيا والمحيط الهادئ 700 (n28) فلا يزال يحظى بشعبية كبيرة.

في عصر الجيل الرابع، كان الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي للناقل 20 ميجا، ولكن من أجل السعي لتحقيق سرعات فائقة في الجيل الخامس، كلما زاد عرض النطاق الترددي للقناة، كان ذلك أفضل.

إذن، ما مقدار عرض النطاق الترددي الذي يجب أن يحدده البروتوكول لتقنية n28؟ أولاً، يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى البالغ 45 ميجابت في الثانية. ثانياً، على كل من يحتاج إلى ذلك أن يطالب به ويقترحه على 3GPP.

لذلك، رفعت هيئة الإذاعة والتلفزيون الصينية يديها وهتفت: هذا النطاق الترددي مخصص لعائلتي فقط، وأتمنى استخدامه لتقنية الجيل الخامس ذات النطاق الترددي العالي، والتي تدعم سرعة 30 ميجابت في الثانية.و40 ميجابت في الثانية أمر لا بد منه!

The reasons for this proposal were very good, and 3GPP accepted it.

بما أن جهاز n28 هذا يعمل بنظام FDD، فإنه يتطلب استخدام ترددات مختلفة للتمييز بين الإرسال والاستقبال. بعبارة أخرى، يختلف نطاق تردد الإرسال المستخدم من قبل الهواتف المحمولة عن نطاق تردد الاستقبال المستخدم من قبل المحطات الأساسية.

لا يقتصر الاختلاف على نطاقات ترددات الإرسال والاستقبال فحسب، بل يمكن أن يختلف عرض النطاق الترددي أيضًا.

يمكن لمحطة القاعدة استخدام نطاق ترددي أقصى يبلغ 40 ميجا، لكن الهاتف المحمول لا يمكنه استخدام سوى نطاق ترددي أقصى يبلغ 30 ميجا، وقد تم تحديد نطاق التردد البالغ 30 ميجا: 703-733 ميجاهرتز، أو 718-748 ميجاهرتز، ويمكنك الاختيار.

على الرغم من أن وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات قد أصدرت وثيقة بشأن نطاق التردد 703-743/758-798 ميجاهرتز(أعلى وأسفل)جميع مناحي الحياة40عرض النطاق الترددي M)It is used for 4G and 5G, but currently, it seems that radio and television still use 30M for uplink and 30M for downlink.703-733ميغاهرتزالاتجاه التنازلي هو758-788ميغاهرتز.

من الشكل أعلاه، يتضح لنا سر تقنية تقسيم التردد المزدوج (FDD): استخدام نطاقين تردديين منفصلين للوصلة الصاعدة والوصلة الهابطة. لذا، عند استخدام نطاقات تردد الراديو والتلفزيون، نستخدم عادةً الرمز 2x30M، أي عرض نطاق ترددي 30 ميجاهرتز للوصلة الصاعدة والوصلة الهابطة، ليصبح المجموع 60 ميجاهرتز.

لذلك، إذا كان علينا مقارنة كمية موارد الطيف بين موجات الراديو والتلفزيون FDD 700M وموجات TDD 2600M أو 3500M، فإن النسبة هي 60:100، أو 3:5.

بما أن وضع TDD يمكنه تعديل نسبة الفترات الزمنية للوصلة الصاعدة والوصلة الهابطة بحرية، فإنه يدعم بشكل جيد أنواع الخدمات المختلفة مثل الوصلة الهابطة المهيمنة، والوصلة الصاعدة المهيمنة، وتوازن الوصلة الصاعدة والوصلة الهابطة.

بما أن عرض النطاق الترددي المستخدم في الوصلة الصاعدة والوصلة الهابطة متماثل، فإن تقنية FDD أكثر ملاءمة للخدمات ذات الوصلة الصاعدة والوصلة الهابطة المتوازنة.

في الاستخدام الفعلي، يمكن الجمع بين مزايا كليهما.2600 متر أو3500Mتركز الشركة الناقلة بشكل أساسي على سعة التنزيل. وبينما تُكمّل سرعة 700 ميجابت في الثانية سعة التنزيل، فإنها تركز أيضًا على تغطية الرفع.

وهذا هو"الشبكات ذات التردد العالي والمنخفض".

3. 700 مليون "بناء مشترك ومشاركة"

حالياً، بالإضافة إلى نطاق 700 ميجاهرتز، يتوفر للإذاعة والتلفزيون أيضاً نطاق ترددي 60 ميجاهرتز على شبكة 4.9 جيجاهرتز. هذان النطاقان التردديان هما نطاق منخفض وآخر عالي، أحدهما بتقنية FDD والآخر بتقنية TDD. أليس هذا رائعاً من حيث التغطية والسعة، مع الأخذ في الاعتبار كلاً من الإرسال والاستقبال؟

في ذلك الوقت، قررت شركتا تشاينا يونيكوم وتشاينا تيليكوم بناء شبكة الجيل الخامس ومشاركتها، لذلك كان لديهما نطاق 200 ميجا على تردد 3.5 جيجاهرتز.بالإضافة إلى عرض النطاق الترددي الواسع البالغ 45 ميجا على نطاق 2.1 جيجاهرتز، والذي يتميز أيضًا بالترددات العالية والمنخفضة، فإن الجمع بين تقنيتي FDD و TDD لا يوفر نطاق تردد واسع فحسب، بل يوفر أيضًا تغطية جيدة.

تشعر شركة تشاينا موبايل الآن ببعض القلق. إذ يبلغ عرض نطاقها الترددي 160 ميجابت في الثانية على تردد 2.6 جيجاهرتز، وهو أقل من عرض نطاق شركتي تشاينا تيليكوم وتشاينا يونيكوم على تردد 3.5 جيجاهرتز. ورغم وجود 100 ميجابت في الثانية على تردد 4.9 جيجاهرتز، إلا أن تغطية هذا النطاق الترددي العالي ضعيفة ولا تستطيع منافسة تشاينا تيليكوم وتشاينا يونيكوم.

سيكون من الرائع لو استطعنا استعارة جهاز 700 متر من قسم الإذاعة والتلفزيون! بمجرد أن تحدثت العائلتان، انسجمتا وقررتا البناء والمشاركة معًا.

تمتلك الإذاعة والتلفزيون نطاق تردد ذهبي يبلغ 700 متر."بالإضافة إلى نطاق التردد 4.9 جيجاهرتز، لا يوجد نقص في نطاقات التردد. فلماذا نرغب في المشاركة في بناء شبكة الجيل الخامس ومشاركتها مع شركة تشاينا موبايل؟"

في الواقع، من الصعب للغاية إنشاء شركة إذاعية وتلفزيونية من الصفر على الرغم من امتلاكها الكثير من القوة: كل شيء يبدأ من الصفر، والخبرة قليلة؛ بعد بناء الاتصالات اللاسلكية، من الضروري بناء شبكة نقل البيانات، وهو أمر مكلف؛ إنها صغيرة ولديها قوة دافعة ضعيفة في السلسلة الصناعية؛ تنفق الكثير من المال لبناء الشبكة، ومن الصعب تحديد ما إذا كان الدخل سيغطي تكاليف التشغيل.

لكن بدعم من شركة تشاينا موبايل الرائدة في هذا المجال، سيكون كل شيء سهلاً:

1. مشاركة سطح السماءيتم دمج سرعة 700 ميجابت في الثانية مباشرة مع سرعة 900 ميجابت في الثانية الخاصة بشركة تشاينا موبايل، حيث تتشاركان الهوائيات والأبراج، وتكون التكلفة منخفضة.

2. Transfer sharingشبكة النقل التابعة لشركة تشاينا موبايل متكاملة للغاية. وإذا أمكن استعارتها، فلن تكون منخفضة التكلفة فحسب، بل ستُمكّن أيضًا من تفعيل شبكة الجيل الخامس بسرعة 700 ميجابت في الثانية.

3. تقاسم القدرات: تتشارك الإذاعة والتلفزيون في نطاق 700 ميجا، مما لا يحسن تغطية الشبكة لشركة تشاينا موبايل فحسب، بل يستفيد أيضًا من ميزة سعة تشاينا موبايل في نطاق 2.6 جيجاهرتز، حيث يحصل كل منهما على ما يحتاجه ويكمل الآخر.

4. تقليل التكاليف: Jointly building a 700M network with an investment ratio of 1:1 can alleviate the financial pressure on radio and television and achieve low-cost and rapid 5G network construction.

5. السحب الصناعيبصفتها أكبر مشغل في العالم، تستطيع شركة تشاينا موبايل تطوير سلسلة الصناعة التي تبلغ قيمتها 700 مليون بسرعة واغتنام فرصة بناء شبكات الجيل الخامس واستغلال الفرص المتاحة في هذا العصر.

بالإضافة إلى ذلك، شركة تشاينا موبايلويتقارب نطاق التردد 4.9 جيجاهرتز المستخدم في الراديو والتلفزيون، ويمكن استخدامهما معًا في بناء ومشاركتهما. إنه حقًا توافق مثالي.

4. ما هي مزايا استخدام تقنية الجيل الخامس في الإذاعة والتلفزيون؟

تتمتع شركات الاتصالات الصينية الثلاث الكبرى التقليدية بخبرة طويلة في هذا المجال، ولديها قاعدة مستخدمين واسعة. وباعتبارها لاعباً جديداً في عصر الجيل الخامس، فمن الواضح أن هيئة الإذاعة والتلفزيون الصينية لن تتمكن من منافسة الشركات السابقة إذا اقتصرت خدماتها على تقديم خدمات متجانسة.

فكيف يمكن للإذاعة والتلفزيون تحقيق خدمات متميزة؟بطبيعة الحال، هذا هو مجال عملي:الإذاعة والتلفزيون.

في الواقع، منذ عصر الجيل الثالث، كان مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP) يدعم خدمة البث المتعدد للوسائط (MBMS)، التي تُتيح وظائف مشابهة للتلفزيون عبر الهاتف المحمول. مع ذلك، ونظرًا لتعقيد الشبكة والحاجة إلى إدارة المحتوى، لم يتم تطويرها.

في عصر الجيل الرابع، تم تحديث نظام إدارة الرسائل المتعددة الأصلي إلى نظام إدارة الرسائل المتعددة المحسن (eMBMS).الوسائط المتعددةالجسدخدمة البث المتعددومع ذلك، لم يتطور بعد.

في عصر الجيل الخامس، سيتم إطلاق خدمة بث متعددة جديدة للجيل الخامس (NRMB) ضمن معيار R17 لبروتوكول 3GPP. وهذا هو هدف تطوير أعمال الإذاعة والتلفزيون.

لا يقتصر الأمر على امتلاك الإذاعة والتلفزيون طيفًا عالي الجودة بتردد 700 ميجاهرتز، والذي يُتيح تغطية واسعة النطاق لشبكات الجيل الخامس، بل يمتلكان أيضًا موارد إذاعية وتلفزيونية غنية. هذه الميزة فريدة من نوعها.

بما أن خدمة البث لا تتطلب تفاعلاً، فإنها تحتوي فقط على وصلة هابطة ولا تتطلب وصلة صاعدة.لذا، لا حاجة للتحقق من هوية الهاتف المحمول. طالما أن الهاتف يدعم هذه الميزة، يمكنه استقبال بث الفيديو. ويمكن استخدامه على أجهزة التلفاز والسيارات والأجهزة القابلة للارتداء دون أي مشكلة.

علاوة على ذلك، لا تحتاج المحطة الأساسية إلا إلى قناة واحدة للإرسال، ولا يوجد حد لعدد المستخدمين الذين يمكنهم استقبال البث في الوقت نفسه. وهذا لا يوفر موارد الشبكة بشكل كبير فحسب، بل يحقق أيضًا فائدة الإرسال مرة واحدة وتحصيل الرسوم من عدة مستخدمين.

صرح تشنغ تشينغجون، نائب المدير العام لإذاعة وتلفزيون الصين، مؤخراً: "تلتزم شركة ستيت غريد بتمكين كل هاتف محمول من مشاهدة الراديو والتلفزيون في دورة الألعاب الأولمبية الشتوية 2022 القادمة، دون ازدحام في الشبكة أو عدم كفاية حركة البيانات!"

كل هذا يبدو رائعاً، فلننتظر ونرى!