چرا به 700M صدا و سیما، باند طلایی می گویند؟

In China, no frequency band is as eye-catching as 700M.

It is called mobile communication「golden band」، مباحث بی‌شماری را در دوران 4G برانگیخته است.

چطور ممکن است ۷۰۰M اینقدر خوب و توانمند باشد؟ چنین شهرت خوبی دارد و انتظارات زیادی را به همراه دارد؟

In the 5G era, China Radio and Television officially entered the market with 700M, becoming the fourth mobile operator.

آیا این بازیکن جدید با سلاحی قدرتمند در دستانش، کمتر شناخته شده است و از همان روند پیروی می‌کند، یا بازیکنی متمایز است که رویکردی عجیب و غریب دارد؟

In this issue, let’s talk about 700M.

یکی،«باند فرکانس طلایی» کاستی‌هایی هم دارد

More than 130 years ago, with the glimmer of electric sparks flickering on Hertz's experimental bench, mankind opened the door to electromagnetic waves. From then on, this invisible and intangible mysterious substance began to be tamed by humans.

امواج الکترومغناطیسی به شکل امواج سینوسی در فضا منتشر می‌شوند. در اینجا باید یک فرمول ساده و جادویی را معرفی کنیم:

C=λf

C: It is the speed of light. The speed of light is a basic constant in the universe. Electromagnetic waves propagate at the speed of light.

λ: It is the wavelength, which is the distance that electromagnetic waves can propagate in one cycle.

fفرکانس، یعنی اینکه چند طول موج در هر ثانیه می‌تواند منتقل شود. واحد آن هرتز نام دارد. برای مثال، ۱ هرتز به این معنی است که امواج الکترومغناطیسی در هر ثانیه یک طول موج منتشر می‌کنند و ۱۰۰۰۰۰۰ هرتز (که ۱ مگاهرتز یا ۱ مگا هرتز نیز نامیده می‌شود) به این معنی است که امواج الکترومغناطیسی در هر ثانیه یک میلیون طول موج منتشر می‌کنند.

Since the speed of light is constant, wavelength and frequency are inversely proportional, that is, the longer the wavelength, the lower the frequency;برعکس، هرچه طول موج کوتاه‌تر باشد، فرکانس بالاتر است.

پایینتصویر، تعریف 5G استاز بین دو باند فرکانسی، FR1 از ۴۱۰ مگاهرتز تا ۷۱۲۵ مگاهرتز متغیر است. در واقع، طیف اصلی مورد استفاده توسط ۴G بین ۷۰۰ مگاهرتز تا ۳۵۰۰ مگاهرتز است. ۵G همچنان در حال گسترش به باندهای فرکانس بالا و پهنای باندهای بزرگ است و در عین حال طیف ۴G را به ارث می‌برد.

هرچه فرکانس بالاتر باشد، پهنای باند طیف موجود بیشتر و نرخ اوج بالاتری قابل ارائه است. این امر تقاضای نرخ دانلود فوق العاده بالای 5G را برآورده می‌کند، اما کاستی‌های باندهای فرکانس بالاتر را نمی‌توان نادیده گرفت.

یعنی هرچه فرکانس بالاتر باشد، طول موج کوتاه‌تر است و هرچه تمایل بیشتری به انتشار در خط مستقیم داشته باشد، تلفات انتشار در یک محیط پیچیده بیشتر و قابلیت‌های شکست و پراش بدتر می‌شود. شهودی‌ترین احساس ما در مورد این موضوع، توانایی ضعیف در نفوذ به دیوارها است.

For example, WiFi signals and lights are both electromagnetic waves. WiFi signals use frequencies of 2.4GHz and 5GHz. We can also discuss whether a home router can penetrate one wall or two walls. The frequency of visible light is very high, hundreds of thousands of times the frequency of WiFi, so not only can it not penetrate walls, it can't even penetrate paper.

Therefore, when building base stations, the higher the frequency band used, the smaller the coverage radius of the base station. If you want to achieve continuous coverage, the base stations must be built very densely. In other words, the higher the frequency band, the more base stations need to be built, and the cost will naturally increase.

علاوه بر این، هرچه فرکانس سیگنال بالاتر باشد، پوشش داخلی دشوارتر است.

As shown in the figure above, in order for the base station signal to reach your home from the base station, it needs to pass through five major killers: outdoor propagation loss, diffraction loss, penetration loss from trees and houses, and indoor propagation loss. Only the strong can survive.

۷۰۰ مگاهرتز دقیقاً چنین قدرتی است.

It is the most widely used low-frequency band for mobile communications (less than 1GHz, also called Sub1G), with small propagation loss and very strong coverage capabilities.

By the end of 2020, China Mobile had built approximately 350,000 5G base stations, basically achieving coverage in most prefecture-level cities. But to cover the vast counties and suburbs, more base stations are needed.

The 5G spectrum used by China Mobile is 2.6GHz, which is slightly higher than the 4G spectrum. Currently, China Mobile has a total of 3.15 million 4G base stations across the country. For 5G coverage to reach the level of 4G coverage, you can imagine the number of new base stations that need to be built.

According to reports, using the 700M frequency band, only 450,000 to 500,000 base stations need to be built to cover the whole country. Radio and Television plans to build 400,000 base stations in 2021, which will cover more than 90% of villages across the country.

It can be seen that the coverage advantage of the 700M frequency band is very huge, which is why it is called«گروه طلایی»دلیل.

بنابراین ، این"goldباند بسامدآیا واقعاً بی‌نقص است؟

As the saying goes, success is as bad as failure. The shortcomings and advantages of 700M are causal and inseparable.

از آنجایی که فرکانس ۷۰۰M پایین است، طول موج آن نسبتاً بزرگ است، بنابراین وقتی سیگنال‌ها ارسال یا دریافت می‌شوند، اندازه عنصر آنتن مورد نیاز نیز باید به همان نسبت بزرگتر باشد. با این حال، مساحت آنتن محدود است و طبیعتاً نمی‌تواند نوسانگرهای زیادی را در خود جای دهد.

As a result, the core technology of 5G - massive antenna array (Massive MIMO) has basically missed 700M.

در حال حاضر، محصولات اصلی 5G که در باندهای فرکانسی 2600M یا 3500M مورد استفاده تجاری قرار می‌گیرند، همگی ویبراتورهای 192 هستند.روز 64سیمAAU form, while 700M can only use the previous RRU form plus 4-port antenna.

علاوه بر این، تلفن همراه2600Mor3500MUnder the frequency bandاین دستگاه می‌تواند از دریافت ۴ آنتن پشتیبانی کند، اما در محدوده‌ی ۷۰۰M، فقط می‌تواند از دریافت ۲ آنتن پشتیبانی کند.

In this way, from the perspective of cell capacity,2600Mor3500Mباند بسامداین می‌تواند ۱۶ جریان داده را به طور همزمان پشتیبانی کند، در حالی که ۷۰۰M فقط می‌تواند ۴ جریان داده را به طور همزمان پشتیبانی کند. برای یک تلفن همراه، از2600Mor3500Mباند بسامدوقتی از ۷۰۰M استفاده می کند، می تواند همزمان ۴ جریان داده را دریافت کند، اما وقتی از ۷۰۰M استفاده می کند، فقط می تواند همزمان ۲ جریان داده را دریافت کند.

Moreover, the available bandwidth of 700M is also higher than that of hundreds of megabits.3500Mباند بسامدبسیار کوچکتر، که به مشکل ظرفیت ناکافی می‌افزاید.

به عبارت دیگر، از دیدگاه پوشش، ۷۰۰ میلیون ...«گروه طلایی», but it is short in capacity.

۲. باند فرکانسی و پهنای باند ۷۰۰M

Since the 700M spectrum is so hot, which section of 700M is the one that we are talking about in the streets? Could it be the 100M bandwidth from 700MHz to 800MHz?

در واقع، در دوران 4G، 3GPP مجموعه‌ای از فهرست‌های باند فرکانسی، از جمله 700M، را تعریف کرد.

همانطور که از تصویر بالا مشاهده می‌شود، سری ۷۰۰M که توسط 4G تعریف می‌شود، به دو سری تقسیم می‌شود: سری ۷۰۰ آمریکای شمالی و سری ۷۰۰ آسیا-اقیانوسیه. در میان آنها، B12، B13، B14 و B17 متعلق به سری ۷۰۰ آمریکای شمالی هستند و همانطور که از نامشان پیداست، عمدتاً در آمریکای شمالی استفاده می‌شوند؛ سری B28 آسیا-اقیانوسیه ۷۰۰ نامیده می‌شود و عمدتاً در منطقه آسیا-اقیانوسیه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

In fact, due to its large bandwidth and good coverage, Asia Pacific 700 has been widely used in the 4G era. The scope is not limited to Asia-Pacific, as long as this frequency band is available in a certain country and supported by mobile phones.

In the 5G era, North America 700 is too fragmented and only defines n12 and n14. Asia Pacific 700 (n28) is still highly favored.

In the 4G era, the maximum carrier bandwidth was 20M, but in order to pursue ultra-high speeds in 5G, the larger the channel bandwidth, the better.

بنابراین پروتکل باید چه میزان پهنای باند حامل را برای n28 تعریف کند؟ اول از همه، نباید از حداکثر برد ۴۵ مگابایت تجاوز کند. ثانیاً، هر کسی که به آن نیاز دارد باید صدایش را بلند کند و آن را به ۳GPP پیشنهاد دهد.

بنابراین، رادیو و تلویزیون چین دستانش را بالا برد و فریاد زد: این باند فرکانسی منحصراً برای خانواده من است و امیدوارم از آن برای پهنای باند وسیع 5G با پشتیبانی از 30 میلیون کاربر استفاده کنم.و پهنای باند ۴۰ مگابایتی ضروری است!

دلایل این پیشنهاد بسیار خوب بود و 3GPP آن را پذیرفت.

Since this n28 belongs to FDD mode, different frequencies need to be used to distinguish uplink and downlink. In other words, the uplink frequency band used by mobile phones and the downlink frequency band used by base stations are different.

نه تنها باندهای فرکانسی آپ‌لینک و داون‌لینک متفاوت هستند، بلکه پهنای باند نیز می‌تواند متفاوت باشد.

The base station can use a maximum bandwidth of 40M, but the mobile phone can only use a maximum bandwidth of 30M, and the 30M bandwidth has been fixed: 703-733MHz, or 718-748MHz, you can choose.

اگرچه وزارت صنعت و فناوری اطلاعات سندی را برای 703-743/758-798MHz صادر کرده است(up and downهمه اقشار جامعه40پهنای باند 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.703-733مگاهرتز، روند نزولی است758-788مگاهرتز.

From the above figure, we can also see the secret of FDD: using two separate spectrums for uplink and downlink. Therefore, for the use of radio and television frequency bands, we often use 2x30M to describe it, that is, 30M bandwidth for uplink and downlink, and a total of 60M is used.

Therefore, if we must compare the amount of spectrum resources between radio and television FDD 700M carriers and TDD 2600M or 3500M carriers, the relationship is 60:100, or 3:5.

از آنجایی که حالت TDD می‌تواند آزادانه نسبت بازه‌های زمانی آپ‌لینک و داون‌لینک را تنظیم کند، می‌تواند به خوبی از انواع مختلف سرویس مانند داون‌لینک غالب، آپ‌لینک غالب و تعادل آپ‌لینک-داون‌لینک پشتیبانی کند.

Since the spectrum bandwidth used in uplink and downlink is symmetrical, FDD is more suitable for services with a balanced uplink and downlink.

In actual use, the advantages of both can be combined,2600M or3500MThe carrier mainly focuses on downlink capacity. While 700M supplements the downlink capacity, it also focuses on uplink coverage.

این است«شبکه‌های فرکانس بالا و پایین».

3. 700M "co-construction and sharing"

At present, in addition to 700M, radio and television also has 60MHz bandwidth on 4.9G. These two frequency bands are one low and one high, one FDD and one TDD. Coverage and capacity, taking into account both uplink and downlink, isn't it beautiful?

در آن زمان، چاینا یونیکام و چاینا تلکام تصمیم گرفته بودند که 5G را به صورت مشترک بسازند و به اشتراک بگذارند، بنابراین باند 200M را روی فرکانس 3.5 گیگاهرتز داشتند.Wide, coupled with the 45M bandwidth on 2.1GHz, which is also high and low frequency, the combination of FDD and TDD not only has a wide frequency band, but also has good coverage.

Now China Mobile is a little panicked. It has 160M bandwidth on 2.6GHz, which is smaller than the bandwidth of China Telecom and China Unicom on 3.5GHz. Although there is still 100M on 4.9GHz, the high frequency band has weak coverage and cannot compete with China Telecom and China Unicom.

It would be great if we could borrow the 700M from Radio and Television! As soon as the two families talked, they hit it off and decided to build and share together.

That radio and television has 700M "golden frequency band""Coupled with 4.9GHz, there is no shortage of frequency bands. Why do we want to co-build and share 5G with China Mobile?"

In fact, it is quite difficult to start a radio and television company from scratch even though it has a lot of power: everything starts from scratch, and there is little experience; after building wireless, it is necessary to build bearer, which is costly; it is small and has a weak driving force on the industrial chain; it spends a lot of money to build the network, and it is difficult to say whether the income can sustain the operating costs.

But with the support of industry leader China Mobile, everything will be easy:

1. Sky surface sharing: 700M is directly combined with China Mobile's 900M, sharing antennas and towers, and the cost is low.

2. Transfer sharingشبکه اپراتورهای موبایل چین بسیار کامل است. اگر بتوان آن را قرض گرفت، نه تنها هزینه کمی خواهد داشت، بلکه امکان فعال‌سازی سریع ۷۰۰ میلیون شبکه ۵G را نیز فراهم می‌کند.

3. Capacity sharing: Radio and television share 700M, which not only improves network coverage for China Mobile, but also enjoys China Mobile's capacity advantage in 2.6GHz, each getting what it needs and complementing each other.

4. کاهش هزینه ها: 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. Industrial pullچاینا موبایل، به عنوان بزرگترین اپراتور جهان، می‌تواند به سرعت زنجیره صنعتی ۷۰۰ میلیونی را به بلوغ برساند و از فرصت‌ها و فرصت‌های ساخت‌وساز ۵G در این دوران استفاده کند.

In addition, China Mobileوباند فرکانسی ۴.۹ گیگاهرتز رادیو و تلویزیون نیز به یکدیگر نزدیک است و می‌توان آنها را با هم ساخت و به اشتراک گذاشت. این واقعاً یک جفت آسمانی است.

4. What are the advantages of radio and television doing 5G?

سه اپراتور بزرگ سنتی چین سال‌هاست که در این حوزه فعالیت دارند و کاربران زیادی دارند. رادیو و تلویزیون چین، به عنوان یک بازیگر جدید در عصر 5G، اگر فقط خدمات همگن ارائه دهد، بدیهی است که قادر به رقابت با اپراتورهای قبلی نخواهد بود.

بنابراین رادیو و تلویزیون چگونه می‌توانند به خدمات متمایز دست یابند؟Naturally, it’s my own line of work:رادیو و تلویزیون.

In fact, as early as the 3G era, 3GPP had already supported Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS), which can achieve functions similar to mobile TV. However, due to the complexity of the network and the need for content management, it has not been developed.

In the 4G era, the original MBMS has been upgraded to eMBMS (enhancedچند رسانه ایبدنbroadcast multicast service) ، با این حال هنوز توسعه نیافته است.

در عصر 5G، یک سرویس پخش چندپخشی 5G جدید (NRMB) در استاندارد R17 پروتکل 3GPP معرفی خواهد شد. این هدف توسعه کسب و کار رادیو و تلویزیون است.

رادیو و تلویزیون نه تنها طیف فرکانسی ۷۰۰ مگابیتی با کیفیت بالا دارد که می‌تواند پوشش گسترده ۵G را محقق کند، بلکه منابع غنی رادیویی و تلویزیونی نیز در اختیار دارد. این مزیت، منحصر به فرد است.

Since the broadcast service does not require interaction, it only has downlink and does not require uplink.بنابراین، نیازی به تأیید اعتبار تلفن همراه نیست. تا زمانی که تلفن همراه از آن پشتیبانی کند، می‌تواند پخش‌های ویدیویی را دریافت کند. می‌توان بدون هیچ مشکلی از آن در تلویزیون، ماشین و دستگاه‌های پوشیدنی استفاده کرد.

Moreover, the base station only needs one channel to send, and the number of users who can receive the broadcast at the same time is not limited. This not only greatly saves network resources, but also achieves the effect of sending once and charging multiple users.

Recently, Zeng Qingjun, deputy general manager of China Radio and Television, said: State Grid is committed to allowing every mobile phone to watch radio and television at the upcoming 2022 Winter Olympics, without network congestion or insufficient data traffic!

This all looks so great, let’s wait and see!