Rangkaian sub-6GHz telah dilancarkan sepenuhnya, mengapa China masih membangunkan gelombang milimeter 5G?

Jalur frekuensi rangkaian 5G global terbahagi kepada jalur frekuensi Sub-6GHz dan jalur frekuensi gelombang milimeter (mmWave). Rangkaian gelombang milimeter 5G dan rangkaian Sub-6GHz bukanlah dalam hubungan antagonistik di mana "anda hanya boleh memilih salah satu daripada dua", tetapi hubungan pelengkap di mana "anda juga boleh menikmati kek anda." Pilihan setiap negara tentang laluan teknikal yang perlu diambil terlebih dahulu adalah lebih berdasarkan keadaan negaranya sendiri. Selepas pembinaan rangkaian Sub-6GHz 5G China matang, pembinaan rangkaian gelombang milimeter 5G juga telah dimasukkan ke dalam agenda.

Pada Mac 2020, Kementerian Industri dan Teknologi Maklumat mengeluarkan "Notis mengenai Menggalakkan Pembangunan Dipercepat 5G". Notis tersebut dengan jelas menyebut bahawa "pelan penggunaan frekuensi untuk beberapa jalur gelombang milimeter 5G akan dikeluarkan tepat pada masanya, dan peralatan gelombang milimeter serta ujian prestasi akan dianjurkan untuk menyediakan penggunaan komersial teknologi gelombang milimeter 5G." Pada 30 April 2021, Kementerian Industri dan Teknologi Maklumat mengeluarkan Draf "Pelan Tindakan "Pelayaran" Aplikasi 5G (2021-2023)" untuk Komen (selepas ini dirujuk sebagai "Draf"). Draf tersebut mencadangkan bahawa menjelang 2023, kadar penembusan pengguna individu 5G di negara saya akan melebihi 40%, dan bilangan pengguna akan melebihi 560 juta. Pada masa yang sama, draf pendapat mencadangkan bahawa "pelan frekuensi gelombang milimeter 5G akan dikeluarkan tepat pada masanya dan sistem pembidaan untuk lesen frekuensi gelombang milimeter 5G akan diterokai." Ini juga bermakna selepas rangkaian 5G Sub-6GHz dilancarkan sepenuhnya di China, pembinaan gelombang milimeter 5G di China bakal bermula. Di samping itu, Tian Yulong, ketua jurutera Kementerian Industri dan Teknologi Maklumat, menekankan pada sidang akhbar Pejabat Maklumat Majlis Negeri pada bulan Mac apabila bercakap tentang mempromosikan pembangunan berkualiti tinggi industri maklumat dan komunikasi bahawa "pembinaan rangkaian 5G akan dipromosikan secara teratur dan susun atur 6G akan dipercepatkan."

Gelombang milimeter 5G dan Sub-6GHz saling melengkapi

Gelombang milimeter merujuk kepada gelombang elektromagnet dengan panjang gelombang dari 1mm hingga 10mm dan frekuensi dari 30GHz hingga 300GHz. Dalam bidang komunikasi mudah alih, gelombang elektromagnet antara 24GHz dan 100GHz biasanya dipanggil gelombang milimeter.

Persidangan Radiokomunikasi Dunia 2019 (WRC-19) Kesatuan Telekomunikasi Antarabangsa (ITU) telah memutuskan bahawa jalur frekuensi gelombang milimeter antara 24GHz dan 86GHz akan digunakan untuk Komunikasi Mudah Alih Antarabangsa (IMT). Antaranya, jalur frekuensi 24.25-27.5GHz, 37-43.5GHz dan 66-71GHz adalah jalur frekuensi IMT yang disepadukan secara global.

Berbanding dengan sistem 5G Sub-6GHz (jalur frekuensi di bawah 6GHz), komunikasi gelombang milimeter 5G mempunyai lebar jalur ultra besar antara 24GHz hingga 100GHz, yang memberikannya kelebihan unik seperti kelajuan yang lebih tinggi, latensi yang lebih rendah dan konfigurasi antara muka udara yang fleksibel dan elastik. Ia dapat memenuhi keperluan komunikasi tanpa wayar masa hadapan untuk kapasiti sistem, kadar penghantaran dan aplikasi yang berbeza dengan berkesan.

Sebagai contoh, dari segi kadar penghantaran, analisis terkini Ookla berdasarkan sejumlah besar data yang diukur daripada aplikasi Speedtest menunjukkan bahawa jalur frekuensi gelombang milimeter 5G boleh mencapai 16 kali ganda daripada jalur frekuensi Sub-6GHz.

Kedua, 5G menggunakan dua dimensi subpembawa dan slot masa untuk menghantar data. Gelombang milimeter mempunyai ciri-ciri lebar jalur yang tinggi, selang subpembawa yang besar, dan slot masa yang sepadan yang kecil. Ini juga menjadikan kelewatan gelombang milimeter 5G hanya kira-kira 25% daripada jalur frekuensi Sub-6GHz. Begitu juga, kerana gelombang milimeter mempunyai lebar jalur tersedia yang lebih besar dan kadar penghantaran yang lebih tinggi, ia juga boleh menyediakan kapasiti yang lebih besar untuk memenuhi julat akses terminal yang lebih luas.

Di samping itu, kadar pautan turun gelombang milimeter 5G yang lebih tinggi dapat menyokong pemultipleksan ruang yang padat sambil mengurangkan gangguan, yang dapat menyelesaikan masalah kesesakan sebilangan besar pengguna yang mengakses Internet pada masa yang sama di kawasan yang sama dengan lebih baik. Ia amat sesuai untuk aplikasi dalam senario padat penduduk seperti stesen, lapangan terbang dan stadium.

Dalam bidang aplikasi industri berkaitan, seperti siaran langsung video definisi ultra tinggi, pemantauan keselamatan, teleperubatan dan beberapa aplikasi perindustrian, di mana terdapat keperluan yang tinggi untuk kelajuan muat naik dan kependaman rendah, pautan naik besar gelombang milimeter 5G dan ciri-ciri kependaman yang lebih rendah dapat memenuhi keperluan ini dengan lebih baik.

Perlu ditekankan khususnya bahawa rangkaian gelombang milimeter 5G boleh merealisasikan backhaul kendiri tanpa perlu menggunakan sambungan antara rangkaian gentian optik dan rangkaian teras. Rangkaian 5G berasaskan Sub-6GHz masih perlu bergantung pada penyelesaian backhaul gentian optik tradisional, iaitu, setiap stesen pangkalan 5G perlu disambungkan ke rangkaian teras melalui gentian optik, yang turut meningkatkan kos penggunaan. Teknologi IAB (Akses Bersepadu dan Backhaul) gelombang milimeter 5G boleh menyokong stesen pangkalan gelombang milimeter 5G untuk menggunakan stesen pangkalan gelombang milimeter 5G lain sebagai nod geganti, dan akhirnya backhaul ke rangkaian teras dalam bentuk penghantaran tanpa wayar melalui fungsi berbilang hop, yang akan menjimatkan kos penggunaan dengan ketara. Ini juga membolehkan stesen pangkalan gelombang milimeter 5G menyokong penggunaan yang lebih kos efektif dan padat.

Di samping itu, teknologi gelombang milimeter juga boleh digunakan dalam 5G kenderaan-ke-semuanya (V2X) untuk menyediakan perkhidmatan kedudukan yang jauh melebihi ketepatan GPS dan LTE (ketepatan boleh mencapai tahap sub-meter).

Ma Hongbing, pengurus besar Jabatan Inovasi Teknologi China Unicom, berkata: "Dengan menggabungkan gelombang milimeter 5G dengan teknologi MEC dan AI, gelombang milimeter boleh menyediakan perkhidmatan rangkaian persendirian tersuai untuk pelanggan sasaran dan boleh digunakan secara meluas dalam senario seperti kilang pintar, taman pintar dan terminal pintar."

Walaupun gelombang milimeter mempunyai kelebihan dari segi kelajuan dan kelewatan berbanding jalur frekuensi Sub-6GHz, ia juga mempunyai batasan. Contohnya, isyarat mudah dilemahkan, mempunyai penembusan yang lemah, dan mudah disekat. Walaupun pada masa ini terdapat teknologi pembentukan pancaran, pengesanan pancaran dan teknologi lain yang dapat menyelesaikan masalah ini dengan baik. Walau bagaimanapun, jalur frekuensi Sub-6GHz masih mempunyai kelebihan yang lebih besar dari segi liputan dan kos penggunaan.

Secara keseluruhannya, penggunaan rangkaian gelombang milimeter 5G dan rangkaian Sub-6GHz tidak bersaing atau menggantikan satu sama lain, tetapi saling melengkapi. Gunakan Sub-6GHz untuk mencapai liputan 5G yang luas, dan gunakan sistem gelombang milimeter untuk mencapai liputan di tempat tertutup (acara sukan, konsert, persidangan besar), hab pengangkutan (stesen kereta api bawah tanah, stesen kereta api berkelajuan tinggi) dan kawasan pejabat, serta liputan hotspot luar, akses jalur lebar tanpa wayar, dsb. Penggunaan gelombang milimeter dan Sub-6GHz yang diselaraskan boleh mencapai gabungan organik kapasiti besar dan liputan yang luas.

Persediaan awal untuk penggunaan gelombang milimeter 5G China telah pun bermula dan berjalan lancar

Jika rangkaian Sub-6GHz menyelesaikan masalah liputan 5G, maka rangkaian gelombang milimeter 5G dapat memaksimumkan kelebihan 5G, sekali gus melepaskan nilai yang lebih besar.

Meng Pu, pengerusi Qualcomm China, juga berkata: "Untuk mencapai matlamat reka bentuk asal 5G, semua sumber spektrum perlu digunakan. Jalur frekuensi pertengahan dan rendah Sub-6GHz boleh mencapai keseimbangan liputan, kapasiti dan prestasi, manakala gelombang milimeter frekuensi tinggi di atas 24GHz boleh menyokong prestasi dan kapasiti 5G muktamad, membawa pengalaman sambungan tanpa wayar generasi akan datang kepada banyak senario dan industri, dan komunikasi mudah alih yang ultra andal dan latensi rendah kepada bidang menegak seperti Internet perindustrian."

Menurut "Kertas Putih Teknologi Gelombang Milimeter 5G" yang dikeluarkan oleh GSMA pada September tahun lepas, diramalkan bahawa gelombang milimeter 5G akan menyumbang US$565 bilion kepada KDNK global menjelang 2035. Antaranya, faedah ekonomi yang dibawa secara langsung oleh penggunaan jalur frekuensi gelombang milimeter 5G di China akan mencecah kira-kira US$104 bilion sebelum 2034.

Pada masa ini, Amerika Syarikat, Jepun, Eropah dan Asia Tenggara telah melancarkan penggunaan gelombang milimeter 5G. Menurut data yang dikeluarkan oleh GSA pada Mac tahun ini, lebih daripada 150 pengendali di seluruh dunia kini melabur dalam teknologi gelombang milimeter 5G.

Menurut pelan ujian gelombang milimeter 5G Kumpulan Promosi IMT-2020 (5G) China, ujian gelombang milimeter telah bermula pada tahun 2019 untuk mengesahkan teknologi utama dan ciri sistem gelombang milimeter 5G. Bermula pada tahun 2020, fungsi, prestasi dan kebolehkendalian stesen pangkalan dan terminal gelombang milimeter akan disahkan selanjutnya, dan pengesahan rangkaian kolaboratif frekuensi tinggi dan rendah akan dijalankan. Pada masa yang sama, Kumpulan Promosi IMT-2020 (5G) China juga menjalankan pengesahan senario tipikal tepat pada masanya.

Pada Oktober 2019, di bawah organisasi Kumpulan Promosi IMT-2020 (5G), ZTE dan Qualcomm telah mencapai ujian interoperabilitas gelombang milimeter 5G (IoDT) berasaskan telefon pintar pertama di China. Dua bulan selepas kaedah ujian MIMO OTA gelombang milimeter baharu dijelaskan dalam versi 3GPP Rel-16 yang dikeluarkan pada awal Julai 2020, pada akhir September, di bawah organisasi Kumpulan Promosi IMT-2020 (5G), Qualcomm telah menerajui dalam melengkapkan ujian prestasi gelombang milimeter berdasarkan kaedah ujian MIMO OTA 3GPP Rel-16 di makmal MTNet Akademi Teknologi Maklumat dan Komunikasi. Pada ketika ini, Qualcomm telah menjadi pengeluar cip pertama di China yang menyertai dan lulus kesemua sepuluh ujian frekuensi radio gelombang milimeter 5G 26GHz.

Walaupun kerja-kerja pengujian gelombang milimeter sedang berjalan dengan teratur, ciri-ciri produk cip juga sentiasa dioptimumkan untuk memenuhi keperluan penggunaan gelombang milimeter China. Pada 19 Mei 2021, Qualcomm mengumumkan bahawa ia akan melancarkan ciri dan fungsi yang dinaik taraf khusus untuk Snapdragon X65, modem 5G dan sistem frekuensi radio 10Gbps pertama di dunia yang dikeluarkan pada bulan Februari: ia menyokong lebar jalur gelombang milimeter 200MHz dan mod SA gelombang milimeter, sekali gus memenuhi keperluan utama untuk penggunaan rangkaian gelombang milimeter China.

Memandangkan senario aplikasi industri di mana gelombang milimeter akan menunjukkan bakat mereka, pengeluar huluan dan hiliran dalam industri gelombang milimeter China sedang berusaha. Pada 21 Mei 2021, di bawah bimbingan teknikal IMT-2020 (5G) Promotion Group dan China Unicom, ZTE, China Unicom, Qualcomm dan TVU Networks berjaya menyelesaikan demonstrasi perkhidmatan backhaul video 8K gelombang milimeter 5G pertama di dunia berdasarkan struktur bingkai pautan naik yang besar pada jalur frekuensi 26GHz (n258) dalam persekitaran makmal.

Dalam demonstrasi ini, ZTE menyediakan stesen pangkalan gelombang milimeter 5G. Penghala pengagregatan berbilang rangkaian 5G TVU Networks menyediakan sambungan gelombang milimeter 5G melalui terminal ujian jenis CPE yang dilengkapi dengan modem dan sistem RF Qualcomm Snapdragon X55 5G dan modul antena gelombang milimeter Qualcomm QTM527. Kandungan video 8K yang dikumpul secara masa nyata dikembalikan secara stabil melalui pautan naik gelombang milimeter 5G, dan akhirnya berjaya diterima di hujung penerima untuk dimainkan semula.

Menurut pelan ujian gelombang milimeter 5G Kumpulan Promosi IMT-2020 (5G), struktur bingkai pautan naik besar gelombang milimeter akan dipromosikan pada tahun 2021 untuk menyokong senario aplikasi yang berbeza. Backhaul masa nyata video definisi ultra tinggi, terutamanya video 8K, meletakkan keperluan yang sangat tinggi pada lebar jalur pautan naik rangkaian mudah alih. Struktur bingkai DSUUU yang digunakan dalam demonstrasi ini menggandakan kadar pautan naik puncak teknologi gelombang milimeter sedia ada dengan memperuntukkan lebih banyak slot masa kepada pautan naik. Demonstrasi ini mengesahkan keupayaan pautan naik super gelombang milimeter 5G, yang sangat penting untuk memenuhi keperluan lebar jalur pautan naik yang besar bagi banyak aplikasi industri 5G pada masa hadapan.

Perlu dinyatakan bahawa semasa pameran MWC Shanghai 2021, kawasan pameran gelombang milimeter 5G, yang dihoskan oleh China Unicom dan GSMA dan disokong oleh Qualcomm, mempamerkan secara komprehensif aplikasi dan terminal gelombang milimeter 5G yang disokong oleh 39 syarikat terkemuka dalam industri. Terminal gelombang milimeter 5G berbilang vendor yang dipamerkan meliputi modul, telefon bimbit, CPE, PC, peralatan AR (realiti tambahan) dan XR (realiti lanjutan), beg galas siaran langsung, robot dan kategori kaya yang lain.

Senario aplikasi pelbagai yang disokong oleh gelombang milimeter 5G yang dipamerkan termasuk: pengalaman kompetitif atlet, resort salji pintar realiti campuran 5G, penghantaran video 8K, perkhidmatan acara tontonan penuh 5G dan siaran langsung acara tontonan percuma, pengalaman panorama gelombang milimeter 5G, dan sebagainya. Penyelesaian siaran langsung berbilang paparan 5G berdasarkan gelombang milimeter secara langsung merakam medan luar Pusat Ski Merentas Desa Antarabangsa Zhangjiakou. UAV, kamera yang dipasang di kepala dan kamera fotografi profesional berkomunikasi dengan stesen pangkalan melalui rangkaian tanpa wayar, dan postur kepahlawanan atlet di Pusat Ski Merentas Desa Kebangsaan disiarkan kembali dalam masa nyata dari pelbagai sudut, mencapai siaran langsung berbilang sudut padang dan menyediakan pelbagai pengalaman tontonan untuk penonton sebenar. China Unicom kini merupakan satu-satunya rakan kongsi perkhidmatan komunikasi rasmi Sukan Olimpik Musim Sejuk Beijing 2022. Kematangan terminal dan aplikasi berkaitan gelombang milimeter 5G akan membantu menyediakan perkhidmatan 5G yang lebih baik menggunakan teknologi gelombang milimeter di Sukan Olimpik Musim Sejuk Beijing 2022.

Teknologi gelombang milimeter 5G terus berkembang dan mungkin menjadi komponen penting 6G

Teknologi gelombang milimeter masih berkembang. Contohnya, teknologi akses bersepadu dan angkut balik (IAB) yang dinyatakan di atas; terdapat juga teknologi kedudukan jalur lebar yang boleh menyokong kedudukan terminal yang tepat; sokongan spektrum lanjutan: menyokong jalur frekuensi melebihi 52.6GHz dan spektrum bebas lesen untuk operasi tambahan dan bebas berlesen; pengurusan pancaran yang dipertingkatkan: melalui pengoptimuman pancaran penuh dan sokongan pancaran panel berbilang antena meningkatkan kependaman, keteguhan dan prestasi; pengoptimuman sambungan dwi: mengurangkan kependaman akses awal terminal dan meningkatkan liputan apabila menyambungkan berbilang nod; ciri penjimatan kuasa: meningkatkan penggunaan kuasa dengan memaksimumkan dorman terminal untuk menyokong maklum balas pautan yang lebih pantas.

Evolusi berterusan teknologi berkaitan gelombang milimeter 5G akan membawa peluang baharu dari segi fungsi, kecekapan, spektrum dan penggunaan. Di samping itu, teknologi gelombang milimeter 5G juga dijangka menjadi komponen penting dalam teknologi 6G generasi akan datang.

Menurut kertas putih 6G "Pengalaman Hiper-Terhubung Generasi Seterusnya" yang dikeluarkan oleh Samsung tahun lepas, kadar puncak 6G akan mencapai 1000Gbps dan kelewatannya akan serendah 100US. Ia mungkin siap dan dikomersialkan seawal tahun 2028, dan pengkomersialan berskala besar mungkin dicapai sekitar tahun 2030. Mengenai petunjuk utama dan titik masa ini, pengeluar komunikasi lain pada dasarnya mempunyai pandangan yang sama.

Samsung juga mencadangkan teknologi calon yang boleh digunakan dalam piawaian 6G, seperti jalur frekuensi terahertz THz, teknologi antena baharu untuk meningkatkan liputan isyarat frekuensi tinggi, teknologi dupleks termaju, pembangunan topologi rangkaian dan perkongsian spektrum untuk meningkatkan penggunaan rangkaian dan mempertingkatkan aplikasi AI.

Kertas putih "6G: Tanpa Batas, dengan AI" yang dikeluarkan oleh UNISOC percaya bahawa teknologi teras 6G akan dipelbagaikan, dan komunikasi terahertz, komunikasi cahaya nampak, modulasi dan penyahkodan lanjutan, dan penghantaran kolaboratif satelit-darat mungkin menjadi teknologi teras 6G.

Qualcomm menekankan inovasi teknologi berkaitan, seperti reka bentuk dipacu data AI/ML, dupleks penuh, gelombang milimeter frekuensi tinggi, kedudukan dipertingkat, jalur terahertz, antara muka pintar, rangkaian hijau, pengesanan frekuensi radio, topologi baharu, penyahgandingan ekstrem, carian struktur rangkaian neural awan, komunikasi ultra selamat, paradigma perkongsian baharu, dan sebagainya.

Dapat dilihat bahawa banyak pengeluar percaya bahawa teknologi komunikasi terahertz akan menjadi salah satu teknologi utama untuk komunikasi 6G. Jalur frekuensi terahertz biasanya merujuk kepada jalur frekuensi dari 300GHz hingga 10,000GHz, dan gelombang elektromagnet sekitar 300GHz juga boleh dianggap sebagai gelombang milimeter dalam jalur frekuensi yang lebih tinggi. Hanya dengan menguasai teknologi komunikasi gelombang milimeter, kita boleh berpeluang untuk membuat kejayaan dalam teknologi komunikasi terahertz.

Pada pertengahan tahun 2020, Yang Tao, Naib Presiden Jabatan Perniagaan Pembawa China Huawei, juga mendedahkan secara terbuka bahawa Huawei telah pun mengambil bahagian dalam kerja pra-penyelidikan berkaitan 6G. 6G yang telah dikaji terlebih dahulu terutamanya menggunakan jalur gelombang milimeter dan berada dalam peringkat perlombongan senario dan pencarian teknologi.

Perlu dinyatakan bahawa pada akhir tahun 2019, Makmal Teknologi Peralatan Kumpulan NTT Jepun telah membangunkan cip berkelajuan ultra tinggi 6G yang diperbuat daripada semikonduktor sebatian indium fosfida (InP), dan menjalankan eksperimen penghantaran tanpa wayar berkelajuan tinggi dalam jalur frekuensi 300GHz. Apabila menggunakan modulasi 16QAM, ia boleh mencapai kadar penghantaran tanpa wayar sehingga 100Gbps. Jika gabungan teknologi pemultipleksan ruang seperti MIMO dan OAM digunakan, ia dijangka mencapai penghantaran tanpa wayar berkapasiti besar melebihi 400Gpbs, yang sudah hampir dengan keperluan kadar puncak 6G.

Di samping itu, 6G akan merealisasikan rangkaian komunikasi berkelajuan tinggi bersepadu di udara, langit, bumi dan laut, dan jalur frekuensi gelombang milimeter juga akan menjadi pilihan pertama untuk pautan antara satelit, pautan pengguna untuk liputan satelit ke bawah, dan pautan suapan dari satelit ke stesen darat.

Kandungan ini berasal dari Internet/ Kecerdasan Teras, laman web ini hanya menyediakan cetakan semula. Pandangan, pendirian, teknologi, dan sebagainya dalam artikel ini tidak ada kena mengena dengan laman web ini. Jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadamkannya!