Por que a faixa de 700 MHz do rádio e da televisão é chamada de faixa de ouro?

Na China, nenhuma faixa de frequência chama tanta atenção quanto a de 700 metros.

Isso se chama comunicação móvel.「banda dourada」, desencadeou inúmeros tópicos na era do 4G.

Como é possível que o modelo 700M seja tão bom e capaz? Ele tem uma reputação tão boa e gera tantas expectativas?

Na era do 5G, a Rádio e Televisão da China entrou oficialmente no mercado com 700 milhões de assinantes, tornando-se a quarta operadora de telefonia móvel.

Será que este novo jogador, com uma arma poderosa nas mãos, é apenas mais um pouco conhecido, seguindo a mesma tendência, ou será um jogador singular que adota uma abordagem excêntrica?

Nesta edição, vamos falar sobre 700 milhões.

1,A "faixa de frequência dourada" também apresenta desvantagens.

Há mais de 130 anos, com o brilho de faíscas elétricas cintilando na bancada de experimentos de Hertz, a humanidade abriu as portas para as ondas eletromagnéticas. A partir de então, essa substância misteriosa, invisível e intangível, começou a ser domada pelos seres humanos.

As ondas eletromagnéticas se propagam no espaço na forma de ondas senoidais. Aqui, precisamos introduzir uma fórmula simples e mágica:

C=λf

CÉ a velocidade da luz. A velocidade da luz é uma constante fundamental no universo. As ondas eletromagnéticas se propagam na velocidade da luz.

λÉ o comprimento de onda, que representa a distância que as ondas eletromagnéticas podem percorrer em um ciclo.

fÉ a frequência, ou seja, quantas ondas eletromagnéticas podem ser transmitidas por segundo. A unidade é denominada hertz. Por exemplo, 1 Hz significa que as ondas eletromagnéticas se propagam em uma onda por segundo, e 1,000,000 Hz (também chamado de 1 MHz ou 1 megahertz) significa que as ondas eletromagnéticas se propagam em um milhão de ondas por segundo.

Como a velocidade da luz é constante, o comprimento de onda e a frequência são inversamente proporcionais, ou seja, quanto maior o comprimento de onda, menor a frequência;Em contrapartida, quanto menor o comprimento de onda, maior a frequência.

Para baixoA imagem é a definição de 5G.Das duas faixas de frequência, a FR1 varia de 410 MHz a 7125 MHz. Na verdade, o espectro principal usado pelo 4G está entre 700 MHz e 3500 MHz. O 5G continua a se expandir para faixas de alta frequência e grandes larguras de banda, enquanto herda o espectro do 4G.

Quanto maior a frequência, maior a largura de banda do espectro disponível e maior a taxa de pico que pode ser fornecida. Isso atende à demanda por taxas de download ultrarrápidas do 5G, mas as desvantagens das faixas de frequência mais altas não podem ser ignoradas.

Ou seja, quanto maior a frequência, menor o comprimento de onda e maior a tendência de propagação em linha reta, maior a perda de propagação em ambientes complexos e piores as capacidades de refração e difração. Nossa percepção mais intuitiva disso é a baixa capacidade de penetrar paredes.

Por exemplo, os sinais de Wi-Fi e as luzes são ambos ondas eletromagnéticas. Os sinais de Wi-Fi utilizam frequências de 2.4 GHz e 5 GHz. Podemos também discutir se um roteador doméstico consegue atravessar uma ou duas paredes. A frequência da luz visível é muito alta, centenas de milhares de vezes superior à frequência do Wi-Fi, portanto, não só não consegue atravessar paredes, como também não consegue atravessar papel.

Portanto, ao construir estações base, quanto mais alta a faixa de frequência utilizada, menor será o raio de cobertura da estação. Para obter cobertura contínua, as estações base precisam ser construídas com alta densidade. Em outras palavras, quanto mais alta a faixa de frequência, mais estações base precisam ser construídas, e o custo naturalmente aumentará.

Além disso, quanto maior a frequência do sinal, mais difícil é fornecer cobertura em ambientes internos.

Como mostra a figura acima, para que o sinal da estação base chegue à sua casa, ele precisa superar cinco grandes obstáculos: perda de propagação em ambientes externos, perda por difração, perda por penetração em árvores e casas e perda de propagação em ambientes internos. Somente os sinais mais fortes sobrevivem.

700MHz é exatamente essa potência.

É a banda de baixa frequência mais utilizada para comunicações móveis (inferior a 1 GHz, também chamada de Sub1G), com baixa perda de propagação e excelente capacidade de cobertura.

Até o final de 2020, a China Mobile havia construído aproximadamente 350,000 estações base 5G, alcançando cobertura na maioria das cidades de nível de prefeitura. Mas, para cobrir os vastos condados e áreas suburbanas, são necessárias mais estações base.

O espectro 5G usado pela China Mobile é de 2.6 GHz, ligeiramente superior ao espectro 4G. Atualmente, a China Mobile possui um total de 3.15 milhões de estações base 4G em todo o país. Para que a cobertura 5G atinja o mesmo nível da cobertura 4G, é fácil imaginar a quantidade de novas estações base que precisarão ser construídas.

Segundo relatos, utilizando a faixa de frequência de 700 MHz, bastam ser construídas entre 450,000 e 500,000 estações base para cobrir todo o país. A emissora de rádio e televisão planeja construir 400,000 estações base em 2021, o que cobrirá mais de 90% das aldeias em todo o país.

É possível observar que a vantagem de cobertura da faixa de frequência de 700 MHz é enorme, razão pela qual é chamada de [nome da faixa]."Banda Dourada"razão.

Então, é isso"ouroBanda de frequênciaÉ realmente perfeito?

Como diz o ditado, o sucesso é tão ruim quanto o fracasso. As desvantagens e as vantagens do 700M são causais e inseparáveis.

Como a frequência de 700 MHz é baixa, o comprimento de onda é relativamente grande, portanto, ao enviar ou receber sinais, o tamanho do elemento da antena necessário também deve ser proporcionalmente maior. No entanto, a área da antena é limitada e, naturalmente, não pode acomodar muitos osciladores.

Como resultado, a tecnologia central do 5G - o conjunto massivo de antenas (Massive MIMO) - basicamente não atingiu a marca de 700 Mbps.

Atualmente, os principais produtos 5G em uso comercial nas faixas de frequência de 2600M ou 3500M são todos vibradores de 192 canais.64 dias FioO formato AAU, enquanto o 700M só pode usar o formato RRU anterior mais uma antena de 4 portas.

Além disso, o telefone celular é2600Mor3500MNa faixa de frequênciaPode suportar recepção com 4 antenas, mas abaixo de 700M, suporta apenas recepção com 2 antenas.

Dessa forma, da perspectiva da capacidade celular,2600Mor3500Mbanda de frequênciaEle pode suportar 16 fluxos de dados simultaneamente, enquanto o 700M suporta apenas 4 fluxos de dados simultaneamente. Para um único celular, use2600Mor3500Mbanda de frequênciaAo usar 700M, é possível receber 4 fluxos de dados simultaneamente, mas ao usar 700M, só é possível receber 2 fluxos de dados simultaneamente.

Além disso, a largura de banda disponível de 700M também é superior à de centenas de megabits.3500Mbanda de frequênciaMuito menor, o que agrava o problema da capacidade insuficiente.

Em outras palavras, do ponto de vista da cobertura, 700M é"Banda Dourada"mas tem capacidade limitada.

2. Banda de frequência e largura de banda de 700 MHz

Já que o espectro de 700 MHz está tão congestionado, de qual faixa de 700 MHz estamos falando nas ruas? Poderia ser a faixa de 100 MHz entre 700 MHz e 800 MHz?

Na verdade, na era do 4G, o 3GPP definiu uma série de listas de faixas de frequência, incluindo a de 700 MHz.

Como pode ser visto na imagem acima, o padrão 700M definido pelo 4G é dividido em duas séries: Norte-Americana 700 e Ásia-Pacífico 700. Entre elas, B12, B13, B14 e B17 pertencem à série Norte-Americana 700 e, como o nome sugere, são usadas principalmente na América do Norte; já a série B28 é chamada de Ásia-Pacífico 700 e é usada principalmente na região da Ásia-Pacífico.

De fato, devido à sua grande largura de banda e boa cobertura, a banda Asia Pacific 700 tem sido amplamente utilizada na era do 4G. Seu uso não se limita à região Ásia-Pacífico, desde que essa banda de frequência esteja disponível em determinado país e seja compatível com os telefones celulares.

Na era do 5G, a região 700 da América do Norte está muito fragmentada e define apenas as regiões n12 e n14. A região 700 da Ásia-Pacífico (n28) ainda é altamente favorecida.

Na era do 4G, a largura de banda máxima da portadora era de 20 Mbps, mas para alcançar velocidades ultrarrápidas no 5G, quanto maior a largura de banda do canal, melhor.

Então, quanta largura de banda de portadora o protocolo deve definir para n28? Em primeiro lugar, não deve exceder o alcance máximo de 45M. Em segundo lugar, quem precisar deve manifestar sua necessidade e propor isso ao 3GPP.

Portanto, a Rádio e Televisão da China ergueu os braços e bradou: Esta faixa de frequência é exclusiva da minha família e espero usá-la para o 5G de banda larga, suportando 30M.E uma largura de banda de 40M é imprescindível!

Os motivos para essa proposta eram muito bons, e o 3GPP a aceitou.

Como o n28 pertence ao modo FDD, frequências diferentes precisam ser usadas para distinguir o enlace ascendente do enlace descendente. Em outras palavras, a banda de frequência de enlace ascendente usada pelos telefones celulares e a banda de frequência de enlace descendente usada pelas estações base são diferentes.

Não apenas as bandas de frequência de uplink e downlink são diferentes, mas a largura de banda também pode ser diferente.

A estação base pode usar uma largura de banda máxima de 40M, mas o telefone celular só pode usar uma largura de banda máxima de 30M, e a largura de banda de 30M é fixa: 703-733MHz ou 718-748MHz, à sua escolha.

Embora o Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação tenha emitido um documento para 703-743/758-798MHz(para cima e para baixo)Todas as classes sociais40Largura de banda M)É utilizado para 4G e 5G, mas atualmente, parece que rádio e televisão ainda usam 30M para uplink e 30M para downlink.703-733MHz, a tendência de queda é758-788MHz.

A partir da figura acima, também podemos ver o segredo do FDD: o uso de dois espectros separados para uplink e downlink. Portanto, para o uso de faixas de frequência de rádio e televisão, costumamos usar 2x30M para descrevê-las, ou seja, 30 MHz de largura de banda para uplink e downlink, totalizando 60 MHz utilizados.

Portanto, se tivermos que comparar a quantidade de recursos de espectro entre portadoras de rádio e televisão FDD 700M e portadoras TDD 2600M ou 3500M, a relação é de 60:100 ou 3:5.

Como o modo TDD pode ajustar livremente a proporção de intervalos de tempo de uplink e downlink, ele suporta bem diferentes tipos de serviço, como downlink dominante, uplink dominante e balanceado entre uplink e downlink.

Como a largura de banda do espectro usada no enlace ascendente e descendente é simétrica, o FDD é mais adequado para serviços com enlace ascendente e descendente balanceado.

Na prática, as vantagens de ambos podem ser combinadas.2600M ou3500MA operadora concentra-se principalmente na capacidade de downlink. Embora a banda de 700 Mbps complemente essa capacidade, ela também prioriza a cobertura de uplink.

isto é"Redes de alta e baixa frequência".

3. 700 milhões "co-construção e compartilhamento"

Atualmente, além da banda de 700 MHz, o rádio e a televisão também contam com uma largura de banda de 60 MHz na rede de 4.9 GHz. Essas duas bandas de frequência são uma de baixa frequência e outra de alta frequência, uma FDD e outra TDD. A cobertura e a capacidade, considerando tanto o uplink quanto o downlink, são impressionantes, não é?

Naquela época, a China Unicom e a China Telecom haviam decidido construir e compartilhar a rede 5G em conjunto, portanto, elas tinham a banda de 200 Mbps na faixa de 3.5 GHz.Ampla largura de banda, aliada à faixa de 45M em 2.1GHz, que abrange frequências altas e baixas, a combinação de FDD e TDD não só oferece uma ampla faixa de frequência, como também uma boa cobertura.

Agora a China Mobile está um pouco em pânico. Ela possui uma largura de banda de 160 Mbps em 2.6 GHz, que é menor do que a largura de banda da China Telecom e da China Unicom em 3.5 GHz. Embora ainda haja 100 Mbps em 4.9 GHz, a banda de alta frequência tem cobertura fraca e não consegue competir com a China Telecom e a China Unicom.

Seria ótimo se pudéssemos pegar emprestado o 700M da Rádio e Televisão! Assim que as duas famílias conversaram, se deram muito bem e decidiram construir e compartilhar juntas.

Essa rádio e televisão têm a "faixa de frequência ideal" de 700 MHz."Juntamente com a frequência de 4.9 GHz, não faltam bandas de frequência. Por que queremos construir e compartilhar o 5G com a China Mobile?"

Na verdade, é bastante difícil começar uma empresa de rádio e televisão do zero, mesmo tendo muito poder: tudo começa do zero e há pouca experiência; depois de construir a rede sem fio, é necessário construir a infraestrutura de transmissão, o que é caro; é pequena e tem pouca força motriz na cadeia produtiva; gasta-se muito dinheiro para construir a rede e é difícil dizer se a receita será suficiente para cobrir os custos operacionais.

Mas com o apoio da líder do setor, a China Mobile, tudo será fácil:

1. Compartilhamento da superfície do céuA rede de 700M é combinada diretamente com a de 900M da China Mobile, compartilhando antenas e torres, o que reduz os custos.

2. Compartilhamento de transferênciaA infraestrutura de rede da China Mobile é muito completa. Se pudermos utilizá-la, além de reduzir custos, também possibilitará a rápida ativação do 5G de 700 Mbps.

3. Partilha de capacidadeRádio e televisão compartilham 700M, o que não só melhora a cobertura de rede da China Mobile, como também aproveita a vantagem de capacidade da China Mobile na frequência de 2.6 GHz, cada uma obtendo o que precisa e complementando-se mutuamente.

4. Reduza custosA construção conjunta de uma rede de 700 Mbps com uma relação de investimento de 1:1 pode aliviar a pressão financeira sobre o rádio e a televisão e viabilizar a construção de uma rede 5G rápida e de baixo custo.

5. Tração industrialComo a maior operadora do mundo, a China Mobile pode amadurecer rapidamente a cadeia produtiva da rede 700M e aproveitar a janela de oportunidade para a implementação do 5G.

Além disso, a China MobileeA faixa de frequência de 4.9 GHz para rádio e televisão também é próxima, podendo ser construída e compartilhada em conjunto. É realmente uma combinação perfeita.

4. Quais são as vantagens do rádio e da televisão utilizarem o 5G?

As três principais operadoras tradicionais da China atuam no setor há muitos anos e possuem um grande número de usuários. Como uma nova participante na era do 5G, a Rádio e Televisão da China (CRTV) obviamente não conseguirá competir com suas antecessoras se oferecer apenas serviços homogêneos.

Como, então, o rádio e a televisão podem oferecer serviços diferenciados?Naturalmente, é a minha área de atuação:rádio e televisão.

Na verdade, já na era do 3G, o 3GPP suportava o Serviço de Transmissão Multimídia Multicast (MBMS), que podia realizar funções semelhantes à TV móvel. No entanto, devido à complexidade da rede e à necessidade de gerenciamento de conteúdo, ele não foi desenvolvido.

Na era do 4G, o MBMS original foi atualizado para eMBMS (aprimorado).multimídiacorposerviço de transmissão multicast), no entanto, ainda não se desenvolveu.

Na era do 5G, um novo serviço de transmissão multicast 5G (NRMB) será introduzido no padrão R17 do protocolo 3GPP. Este é o objetivo de desenvolvimento comercial do rádio e da televisão.

A Rádio e a Televisão não só possuem espectro de alta qualidade na faixa de 700 MHz, que permite ampla cobertura 5G, como também contam com vastos recursos de rádio e televisão. Essa vantagem é simplesmente única.

Como o serviço de transmissão não requer interação, ele possui apenas o link de recepção (downlink) e não requer o link de transmissão (uplink).Portanto, não é necessário autenticar o celular. Contanto que o celular seja compatível, ele poderá receber transmissões de vídeo. Pode ser usado em TVs, carros e dispositivos vestíveis sem qualquer problema.

Além disso, a estação base precisa apenas de um canal para transmitir, e o número de usuários que podem receber a transmissão simultaneamente não é limitado. Isso não só economiza muito recursos de rede, como também permite o efeito de transmitir uma vez e cobrar de vários usuários.

Recentemente, Zeng Qingjun, vice-gerente geral da Rádio e Televisão da China, afirmou: "A State Grid está empenhada em permitir que todos os celulares assistam a transmissões de rádio e televisão durante os Jogos Olímpicos de Inverno de 2022, sem congestionamento de rede ou tráfego de dados insuficiente!"

Tudo parece ótimo, vamos esperar para ver!