רשת תת-6GHz נפרשת במלואה, מדוע סין עדיין מפתחת גל מילימטר 5G?

פסי התדרים של רשת ה-5G העולמית מחולקים בעיקר לפסי תדרים תת-6GHz וגלי מילימטר (mmWave). רשת גלי המילימטר של 5G ורשת ה-sub-6GHz אינן נמצאות במערכת יחסים אנטגוניסטית שבה "אתה יכול לבחור רק אחת מהשתיים", אלא במערכת יחסים משלימה שבה "אתה יכול גם לאכול את העוגה שלך". בחירתה של כל מדינה באיזה מסלול טכני לבחור תחילה מבוססת יותר על התנאים הלאומיים שלה. לאחר שבניית רשת ה-5G תת-6GHz של סין תבשיל, גם בניית רשתות גלי מילימטר של 5G הועלתה על סדר היום.

במרץ 2020, פרסם משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע את "הודעה לקידום פיתוח מואץ של 5G". ההודעה ציינה בבירור כי "תוכנית השימוש בתדרים עבור חלק מתחומי גלי המילימטר של 5G תפורסם במועד, וציוד גלי מילימטר ובדיקות ביצועים יאורגנו כהכנה לשימוש מסחרי בטכנולוגיית גלי מילימטר של 5G". ב-30 באפריל 2021, פרסם משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע את טיוטת "תוכנית הפעולה 'מפרש' ליישומי 5G (2021-2023)" להערות (להלן "הטיוטה"). הטיוטה מציעה שעד 2023, שיעור החדירה של משתמשי 5G בודדים במדינתי יעלה על 40%, ומספר המשתמשים יעלה על 560 מיליון. במקביל, טיוטת חוות הדעת מציעה כי "תוכנית תדר גלי המילימטר של 5G תפורסם במועד ותיבחן מערכת מכרז לרישיונות תדר גלי מילימטר של 5G". משמעות הדבר היא גם שלאחר פריסת רשת 5G Sub-6GHz במלואה בסין, בניית רשת גל מילימטר 5G בסין עומדת להתחיל. בנוסף, טיאן יולונג, המהנדס הראשי של משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע, הדגיש במסיבת עיתונאים של משרד המידע של מועצת המדינה במרץ, כאשר דיבר על קידום פיתוח איכותי של תעשיית המידע והתקשורת, כי "בניית רשת 5G תקודם בצורה מסודרת ופריסת רשת 6G תואץ".

גל מילימטר 5G וגלי תת-6GHz משלימים זה את זה

גלי מילימטר מתייחסים לגלים אלקטרומגנטיים באורכי גל מ-1 מ"מ עד 10 מ"מ ותדרים מ-30 גיגה-הרץ עד 300 גיגה-הרץ. בתחום התקשורת הסלולרית, גלים אלקטרומגנטיים בין 24 גיגה-הרץ ל-100 גיגה-הרץ נקראים בדרך כלל גלי מילימטר.

ועידת הרדיו-תקשורת העולמית (WRC-19) של איגוד התקשורת הבינלאומי (ITU) קבעה כי תחומי התדרים של גל מילימטר בין 24GHz ל-86GHz ישמשו לתקשורת ניידת בינלאומית (IMT). ביניהם, תחומי התדרים 24.25-27.5GHz, 37-43.5GHz ו-66-71GHz הם תחומי התדרים המשולבים בעולם של IMT.

בהשוואה למערכת 5G של תת-6GHz (פס תדרים מתחת ל-6GHz), לתקשורת גלי מילימטר 5G רוחב פס גדול במיוחד הנע בין 24GHz ל-100GHz, מה שמעניק לה יתרונות ייחודיים כגון מהירות גבוהה יותר, השהייה נמוכה יותר ותצורת ממשק אוויר גמישה וגמישה. היא יכולה לענות ביעילות על צרכי התקשורת האלחוטית העתידית עבור קיבולת המערכת, קצב העברה ויישומים מובחנים.

לדוגמה, מבחינת קצב שידור, הניתוח האחרון של Ookla, המבוסס על כמות גדולה של נתונים שנמדדו מאפליקציית Speedtest שלה, מראה שפס התדרים של גלי מילימטר 5G יכול להגיע פי 16 מפס התדרים Sub-6GHz.

שנית, 5G משתמש בשני ממדים של תת-גלי ​​נושא וחריצי זמן כדי להעביר נתונים. לגלי מילימטר יש מאפיינים של רוחב פס גבוה, מרווחי תת-גלי ​​נושא גדולים וחריצי זמן תואמים קטנים. זה גם הופך את עיכוב גלי המילימטר של 5G לכ-25% בלבד מפס התדרים תת-6GHz. באופן דומה, מכיוון שלגלי מילימטר יש רוחב פס זמין גדול יותר וקצבי שידור גבוהים יותר, הם יכולים גם לספק קיבולת גדולה יותר כדי לענות על מגוון רחב יותר של גישה למסופים.

בנוסף, קצב ההורדה הגבוה יותר של גל מילימטר 5G יכול לתמוך בריבוב מרחבי צפוף תוך הפחתת הפרעות, מה שיכול לפתור טוב יותר את בעיית העומס של מספר רב של משתמשים הניגשים לאינטרנט בו זמנית באותו אזור. זה מתאים במיוחד ליישומים בתרחישים צפופי אוכלוסין כמו תחנות, שדות תעופה ואצטדיונים.

בתחומי יישומים קשורים בתעשייה, כגון שידור חי של וידאו באיכות אולטרה-גבוהה, ניטור אבטחה, טלרפואה וכמה יישומים תעשייתיים, בהם יש דרישות גבוהות למהירות העלאה והשהיה נמוכה, מאפייני השהיה נמוכה יותר של גלי מילימטר של 5G יכולים לענות טוב יותר על צרכים אלה.

יש לציין בפרט כי רשת גלי מילימטר 5G יכולה לממש תמסורת עצמית מבלי להזדקק לחיבור בין רשת הסיבים האופטיים לרשת הליבה. רשתות 5G המבוססות על Sub-6GHz עדיין צריכות להסתמך על פתרונות תמסורת מסורתיים של סיבים אופטיים, כלומר, כל תחנת בסיס 5G צריכה להיות מחוברת לרשת הליבה באמצעות סיב אופטי, מה שמגדיל גם את עלויות הפריסה. טכנולוגיית IAB (Integrated Access and Backhaul) של גלי מילימטר 5G יכולה לתמוך בתחנות בסיס גלי מילימטר 5G לשימוש בתחנות בסיס גלי מילימטר 5G אחרות כצמתי ממסר, ובסופו של דבר לתמוך בתחנות בסיס לרשת הליבה בצורה של שידור אלחוטי באמצעות פונקציות מרובות הופעות, מה שיחסוך מאוד בעלויות הפריסה. זה גם מאפשר לתחנות בסיס גלי מילימטר 5G לתמוך בפריסה חסכונית וצפופה יותר.

בנוסף, ניתן להשתמש בטכנולוגיית גל מילימטר גם ב-5G תקשורת רכב-להכל (V2X) כדי לספק שירותי מיקום העולים בהרבה על הדיוק של GPS ו-LTE (הדיוק יכול להגיע לרמה של פחות ממטר).

מא הונגבינג, המנהל הכללי של מחלקת החדשנות הטכנולוגית של צ'יינה יוניקום, אמר: "על ידי שילוב של גל מילימטר 5G עם טכנולוגיות MEC ובינה מלאכותית, גל מילימטר יכול לספק שירותי רשת פרטית מותאמים אישית ללקוחות יעד, וניתן להשתמש בו באופן נרחב בתרחישים כמו מפעלים חכמים, פארקים חכמים וטרמינלים חכמים."

למרות שלגלי מילימטר יש יתרונות במהירות ובהשהיה בהשוואה לפס התדרים תת-6GHz, יש להם גם מגבלות. לדוגמה, אותות קלים להחלשה, חדירה נמוכה ונחסמים בקלות. למרות שכיום קיימות טכנולוגיות עיצוב אלומה, מעקב אלומה וטכנולוגיות אחרות שיכולות לפתור בעיות אלו היטב, עם זאת, לפס התדרים תת-6GHz עדיין יש יתרונות גדולים יותר מבחינת כיסוי ועלות פריסה.

בסך הכל, פריסת רשת גלי מילימטר 5G ופריסת רשת Sub-6GHz אינן מתחרות או מחליפות זו את זו, אלא משלימות זו את זו. השתמשו ב-Sub-6GHz כדי להשיג כיסוי רחב של 5G, והשתמשו במערכות גלי מילימטר כדי להשיג כיסוי במקומות מקורים (אירועי ספורט, קונצרטים, כנסים גדולים), מרכזי תחבורה (תחנות רכבת תחתית, תחנות רכבת מהירה) ואזורי משרדים, כמו גם כיסוי נקודות חמות חיצוניות, גישה אלחוטית בפס רחב וכו'. פריסה מתואמת של גלי מילימטר ו-Sub-6GHz יכולה להשיג שילוב אורגני של קיבולת גדולה וכיסוי רחב.

ההכנות המקדימות לפריסת גלי מילימטר 5G בסין כבר החלו ומתקדמות בצורה חלקה.

אם רשת Sub-6GHz תפתור את בעיית הכיסוי של 5G, אז רשת גלי המילימטר של 5G תוכל למקסם את היתרונות של 5G, ובכך לשחרר ערך רב יותר.

מנג פו, יו"ר קוואלקום סין, אמר גם: "כדי להשיג את יעדי התכנון המקוריים של 5G, יש לנצל את כל משאבי הספקטרום. תחומי התדרים הבינוניים והנמוכים של תת-6GHz יכולים להשיג איזון בין כיסוי, קיבולת וביצועים, בעוד שגלי מילימטר בתדר גבוה מעל 24GHz יכולים לתמוך בביצועים ובקיבולת האולטימטיביים של 5G, ולהביא חוויית חיבור אלחוטי מהדור הבא לתרחישים ותעשיות רבות, ותקשורת סלולרית אמינה במיוחד ובעלת השהייה נמוכה לתחומים אנכיים כמו האינטרנט התעשייתי."

על פי "המסמך הלבן לטכנולוגיית גלי מילימטר 5G" שפורסם על ידי ה-GSMA בספטמבר בשנה שעברה, התחזית היא שגלי מילימטר 5G יתרום 565 מיליארד דולר לתמ"ג העולמי עד 2035. ביניהן, היתרונות הכלכליים המובאים ישירות משימוש בפסי תדר גלי מילימטר 5G בסין יגיעו לכ-104 מיליארד דולר לפני 2034.

נכון לעכשיו, ארצות הברית, יפן, אירופה ודרום מזרח אסיה השיקו כולן פריסות של גלי מילימטר 5G. על פי נתונים שפרסם ה-GSA במרץ השנה, יותר מ-150 מפעילים ברחבי העולם משקיעים כיום בטכנולוגיית גלי מילימטר 5G.

על פי תוכנית בדיקות גלי המילימטר 5G של קבוצת הקידום של IMT-2020 (5G) של סין, בדיקות גלי מילימטר החלו בשנת 2019 כדי לאמת את הטכנולוגיות המרכזיות ומאפייני המערכת של גלי מילימטר 5G. החל משנת 2020, הפונקציות, הביצועים ויכולת הפעולה ההדדית של תחנות בסיס וטרמינלים של גלי מילימטר יאומתו עוד יותר, ויבוצע אימות רשתות שיתופיות בתדר גבוה ונמוך. במקביל, קבוצת הקידום של IMT-2020 (5G) של סין ביצעה גם אימות תרחישים אופייניים בצורה יעילה.

באוקטובר 2019, תחת ארגון קבוצת הקידום IMT-2020 (5G), ZTE וקוואלקום השיגו את מבחן יכולת הפעולה ההדדית (IoDT) הראשון של סין המבוסס על סמארטפון בתחום גלי המילימטר 5G. חודשיים לאחר ששיטת הבדיקה החדשה של MIMO OTA של גלי מילימטר הובהרה בגרסת 3GPP Rel-16 ששוחררה בתחילת יולי 2020, בסוף ספטמבר, תחת ארגון קבוצת הקידום IMT-2020 (5G), קוואלקום הובילה את השלמת מבחן הביצועים של גלי המילימטר המבוסס על שיטת הבדיקה 3GPP Rel-16 MIMO OTA במעבדת MTNet של האקדמיה לטכנולוגיית מידע ותקשורת. בשלב זה, קוואלקום הפכה ליצרנית השבבים הראשונה בסין שהשתתפה ועברה את כל עשרת מבחני תדר הרדיו של גלי מילימטר 5G בתדר 26GHz.

בעוד שעבודת בדיקות גלי המילימטר מתקדמת בצורה מסודרת, מאפייני מוצרי השבבים עוברים אופטימיזציה מתמדת כדי לענות על צרכי פריסת גלי המילימטר של סין. ב-19 במאי 2021, קוואלקום הודיעה כי תשיק תכונות ופונקציות משודרגות במיוחד עבור Snapdragon X65, מודם 5G 10Gbps הראשון בעולם ומערכת תדרי הרדיו שיצאה בפברואר: הוא תומך ברוחב פס של 200MHz של גלי מילימטר ובמצב SA של גלי מילימטר, ובכך עומד בדרישות המרכזיות לפריסת רשת גלי המילימטר של סין.

לאור תרחישי היישומים בתעשייה שבהם גלי מילימטר יבטא את כישרונותיהם, יצרנים במעלה ובמורד הזרם בתעשיית גלי המילימטר של סין עושים מאמצים. ב-21 במאי 2021, תחת ההדרכה הטכנית של קבוצת הקידום IMT-2020 (5G) ו-China Unicom, ZTE, China Unicom, Qualcomm ו-TVU Networks השלימו בהצלחה את הדגמת שירות תמסורת הווידאו הראשון בעולם של גלי מילימטר 5G ב-8K, המבוססת על מבנה מסגרת uplink גדול על פס התדרים 26GHz (n258) בסביבת מעבדה.

בהדגמה זו, ZTE סיפקה תחנת בסיס של גלי מילימטר 5G. נתב הצבירה הרב-רשתי 5G של TVU Networks סיפק חיבור גלי מילימטר 5G דרך מסוף בדיקה מסוג CPE המצויד במודם 5G של Qualcomm Snapdragon X55 ומערכת RF ומודול אנטנת גלי מילימטר של Qualcomm QTM527. תוכן הווידאו 8K שנאסף בזמן אמת הוחזר ביציבות דרך קישור גלי מילימטר 5G, ולבסוף התקבל בהצלחה בצד המקבל לצורך השמעה.

על פי תוכנית הבדיקה של גלי מילימטר 5G של קבוצת הקידום IMT-2020 (5G), מבנה המסגרות של גלי מילימטר גדולים יקודם בשנת 2021 כדי לתמוך בתרחישי יישומים שונים. גיוס תמסורת בזמן אמת של וידאו באיכות אולטרה-גבוהה (Uplink), ובמיוחד וידאו 8K, מציב דרישות גבוהות מאוד לרוחב הפס של הרשת הסלולרית. מבנה המסגרות DSUUU המשמש בהדגמה זו משלש את קצב השיא של העלייה בטכנולוגיית גלי מילימטר קיימת על ידי הקצאת חריצי זמן רבים יותר לעלייה. ההדגמה אימתה את יכולות העלייה העל של גלי מילימטר 5G, דבר בעל משמעות רבה לעמידה בדרישות רוחב הפס הגדול של יישומים רבים בתעשיית ה-5G בעתיד.

ראוי לציין כי במהלך תערוכת MWC שנחאי 2021, אזור התערוכה של גלי מילימטר 5G, שאורגן על ידי צ'יינה יוניקום ו-GSMA ונתמך על ידי קוואלקום, הציג באופן מקיף יישומי וטרמינלים של גלי מילימטר 5G הנתמכים על ידי 39 חברות מובילות בתעשייה. טרמינלי גלי המילימטר 5G מרובי הספקים מכסים מודולים, טלפונים ניידים, CPE, מחשבים אישיים, ציוד מציאות רבודה (AR) ו-XR (מציאות מורחבת), תרמילי גב לשידור חי, רובוטים וקטגוריות עשירות אחרות.

מגוון תרחישי היישומים הנתמכים על ידי טכנולוגיית גלי מילימטר 5G המוצגת כוללים: חוויית תחרות לספורטאים, אתר שלג חכם במציאות מעורבת 5G, שידור וידאו 8K, שירות אירוע 5G בתצוגה מלאה ושידור חי של אירוע בתצוגה חופשית, חוויית פנורמית של גלי מילימטר 5G ועוד. פתרון השידור החי הרב-תצוגתי של 5G המבוסס על גלי מילימטר לוכד ישירות את המגרש החיצוני של מרכז הסקי הבינלאומי למרחקים ארוכים בז'אנג'יאקאו. כטב"מים, מצלמות ראש ומצלמות צילום מקצועיות מתקשרות עם תחנת הבסיס באמצעות רשתות אלחוטיות, ותנוחות ההרואיות של הספורטאים במרכז הסקי הלאומי למרחקים ארוכים משודרות בזמן אמת מזוויות מרובות, מה שמאפשר שידור חי רב-זוויות של המגרש ומספק מגוון חוויות צפייה לצופים בפועל. צ'יינה יוניקום היא כיום שותפת שירותי התקשורת הרשמית היחידה של אולימפיאדת החורף בבייג'ינג 2022. בגרותם של מסופים ויישומים הקשורים לגלי מילימטר 5G תסייע במתן שירותי 5G טובים יותר באמצעות טכנולוגיית גלי מילימטר באולימפיאדת החורף בבייג'ינג 2022.

טכנולוגיית גלי המילימטר של 5G ממשיכה להתפתח ועשויה להפוך למרכיב חשוב של 6G

טכנולוגיית גלי מילימטר עדיין מתפתחת. לדוגמה, טכנולוגיית הגישה והשידור המשולבים (IAB) שהוזכרה לעיל; קיימת גם טכנולוגיית מיקום פס רחב שיכולה לתמוך במיקום מדויק של הטרמינלים; תמיכה בספקטרום מורחב: תומכת בתחומי תדרים מעל 52.6GHz ובספקטרום ללא רישיון לפעולה עזר ועצמאית ברישיון; ניהול קרן משופר: באמצעות אופטימיזציה של קרן מלאה ותמיכה בקרן עם פאנל מרוב אנטנות משפרים את ההשהיה, החוסן והביצועים; אופטימיזציה של חיבור כפול: הפחתת השהיית הגישה הראשונית של הטרמינל ושיפור הכיסוי בעת חיבור צמתים מרובים; תכונות חיסכון באנרגיה: שיפור צריכת החשמל על ידי מקסום תרדמת הטרמינל לתמיכה במשוב קישור מהיר יותר.

המשך ההתפתחות של טכנולוגיות הקשורות לגלי מילימטר 5G יביא הזדמנויות חדשות מבחינת פונקציונליות, יעילות, ספקטרום ופריסה. בנוסף, טכנולוגיית גלי מילימטר 5G צפויה גם היא להפוך למרכיב חשוב בטכנולוגיית 6G מהדור הבא.

על פי נייר העתיד של רשת ה-6G "החוויה המקושרת ביותר מהדור הבא" שפרסמה סמסונג בשנה שעברה, קצב השיא של רשת ה-6G יגיע ל-1000 ג'יגה-ביט לשנייה וההשהיה תהיה נמוכה עד 100 מילי-ביט לשנייה. ייתכן שהטכנולוגיה תושלם ומסחור כבר בשנת 2028, ומסחור בקנה מידה גדול יושג בסביבות שנת 2030. בנוגע לאינדיקטורים ולנקודות זמן מרכזיות אלה, ליצרני תקשורת אחרים יש דעות דומות.

סמסונג הציעה גם טכנולוגיות מועמדות שעשויות לשמש בתקן 6G, כגון פס תדרים THz טרה-הרץ, טכנולוגיית אנטנה חדשה לשיפור כיסוי אותות בתדר גבוה, טכנולוגיית דופלקס מתקדמת, פיתוח טופולוגיית רשת ושיתוף ספקטרום לשיפור ניצול הרשת ולשיפור יישום הבינה המלאכותית.

המסמך הלבן "6G: ללא גבולות, עם בינה מלאכותית" שפורסם על ידי UNISOC מאמין כי טכנולוגיות הליבה של 6G יגוונות, ותקשורת טרה-הרץ, תקשורת אור נראה, אפנון ופענוח מתקדמים, ושידור שיתופי בין לוויין לקרקע עשויים להפוך לטכנולוגיות ליבה של 6G.

קוואלקום הדגישה את החדשנות של טכנולוגיות קשורות, כגון עיצוב מונחה נתונים של בינה מלאכותית/למידה אלקטרונית, דו-צדדי מלא, גל מילימטר בתדר גבוה יותר, מיקום משופר, פס טרה-הרץ, ממשק חכם, רשת ירוקה, חישת תדרי רדיו, טופולוגיה חדשה, ניתוק קיצוני, חיפוש מבנה רשת נוירונים בענן, תקשורת מאובטחת במיוחד, פרדיגמת שיתוף חדשה ועוד.

ניתן לראות כי יצרנים רבים מאמינים שטכנולוגיית תקשורת טרה-הרץ תהיה אחת הטכנולוגיות המרכזיות לתקשורת 6G. תחום התדרים של טרה-הרץ מתייחס בדרך כלל לתחום התדרים שבין 300GHz ל-10,000GHz, וגלים אלקטרומגנטיים סביב 300GHz יכולים להיחשב גם כגלי מילימטר בתחום התדרים הגבוה יותר. רק על ידי שליטה בטכנולוגיית תקשורת גלי מילימטר נוכל לקבל הזדמנות לפריצת דרך בטכנולוגיית תקשורת טרה-הרץ.

באמצע 2020, יאנג טאו, סגן נשיא מחלקת עסקי ספקי שירותי סין של וואווי, חשף בפומבי כי וואווי כבר משתתפת בעבודת מחקר מקדימה הקשורה ל-6G. ה-6G שנחקר מראש משתמש בעיקר בפסי גל מילימטריים ונמצא בשלב כריית תרחישים וחיפוש טכנולוגיה.

ראוי לציין שבסוף שנת 2019, פיתחה מעבדת טכנולוגיית הציוד של קבוצת NTT היפנית שבב 6G במהירות גבוהה במיוחד העשוי ממוליך למחצה מתרכובת אינדיום זרחן (InP), וביצעה ניסויים בשידור אלחוטי במהירות גבוהה בתחום התדרים 300GHz. בעת שימוש באפנון 16QAM, ניתן להגיע לקצב שידור אלחוטי של עד 100Gbps. אם נעשה שימוש בשילוב של טכנולוגיות ריבוב מרחבי כמו MIMO ו-OAM, צפוי להגיע לשידור אלחוטי בקיבולת גבוהה העולה על 400Gpbs, שכבר קרוב לדרישת קצב השיא של 6G.

בנוסף, 6G יממש רשת תקשורת משולבת במהירות גבוהה באוויר, בשמיים, באדמה ובים, ופס התדרים של גל מילימטר יהיה גם הבחירה הראשונה עבור קישורים בין-לוויינים, קישורי משתמש לכיסוי לוויינים כלפי מטה, וקישורי הזנה מלוויינים לתחנות קרקע.

תוכן זה מגיע מהאינטרנט/ אינטליגנציה ליבתיתאתר זה מספק רק הדפסה חוזרת. הדעות, העמדות, הטכנולוגיה וכו' של מאמר זה אינם קשורים לאתר זה. אם ישנה הפרה כלשהי, אנא צרו עמנו קשר כדי למחוק אותה!