ทำไมคลื่นความถี่ 700 เมตรของวิทยุและโทรทัศน์จึงถูกเรียกว่า "คลื่นความถี่ทองคำ"?

ในประเทศจีน ไม่มีแถบความถี่ใดที่ดึงดูดความสนใจได้มากเท่ากับ 700M

เรียกว่าการสื่อสารเคลื่อนที่「golden band」ซึ่งก่อให้เกิดประเด็นถกเถียงมากมายในยุค 4G

ทำไม 700M ถึงดีและมีประสิทธิภาพขนาดนี้? มันมีชื่อเสียงที่ดีและมีความคาดหวังมากมายขนาดนี้?

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

ผู้เล่นหน้าใหม่คนนี้ที่มีอาวุธทรงพลังอยู่ในมือ เป็นผู้เล่นที่ไม่ค่อยมีใครรู้จัก เดินตามกระแส หรือเป็นผู้เล่นที่มีเอกลักษณ์โดดเด่นและใช้แนวทางที่แหวกแนวกันแน่?

ในฉบับนี้ เราจะมาพูดถึงเรื่อง 700M กันครับ

หนึ่ง,"แถบความถี่ทองคำ" ก็มีข้อเสียเช่นกัน

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.

Electromagnetic waves propagate in space in the form of sine waves. Here we need to introduce a simple and magical formula:

ค=แลฟ

C: มันคือความเร็วแสง ความเร็วแสงเป็นค่าคงที่พื้นฐานในจักรวาล คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายด้วยความเร็วแสง

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

f: มันคือความถี่ หรือก็คือจำนวนคลื่นความยาวคลื่นที่สามารถส่งผ่านได้ต่อวินาที หน่วยวัดคือเฮิรตซ์ ตัวอย่างเช่น 1 เฮิรตซ์ หมายความว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าส่งผ่านได้หนึ่งคลื่นความยาวคลื่นต่อวินาที และ 1,000,000 เฮิรตซ์ (หรือเรียกว่า 1 เมกะเฮิรตซ์ หรือ 1 เมกะเฮิรตซ์) หมายความว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าส่งผ่านได้หนึ่งล้านคลื่นความยาวคลื่นต่อวินาที

เนื่องจากความเร็วแสงคงที่ ความยาวคลื่นและความถี่จึงแปรผกผันกัน กล่าวคือ ความยาวคลื่นยิ่งยาว ความถี่ก็จะยิ่งต่ำลงConversely, the shorter the wavelength, the higher the frequency.

ลงThe picture is the definition of 5Gในบรรดาแถบความถี่ทั้งสองแถบ FR1 มีช่วงความถี่ตั้งแต่ 410MHz ถึง 7125MHz ที่จริงแล้ว สเปกตรัมหลักที่ใช้โดย 4G อยู่ระหว่าง 700MHz ถึง 3500MHz 5G ยังคงขยายไปสู่แถบความถี่สูงและแบนด์วิดท์กว้างขึ้น ในขณะที่ยังคงใช้สเปกตรัมของ 4G อยู่

ยิ่งความถี่สูงเท่าไร แบนด์วิดท์ของคลื่นความถี่ที่ใช้งานได้ก็จะยิ่งมากขึ้น และอัตราความเร็วสูงสุดที่สามารถรองรับได้ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ซึ่งตอบสนองความต้องการอัตราการดาวน์โหลดที่สูงมากของ 5G ได้ แต่ข้อเสียของแถบความถี่สูงก็ไม่ควรมองข้าม

That is, the higher the frequency, the shorter the wavelength, and the more it tends to propagate in a straight line, the greater the propagation loss in a complex environment, and the worse the refraction and diffraction capabilities. Our most intuitive feeling about this is the poor ability to penetrate walls.

ตัวอย่างเช่น สัญญาณ WiFi และแสงต่างก็เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สัญญาณ WiFi ใช้ความถี่ 2.4GHz และ 5GHz เรายังสามารถถกเถียงกันได้ว่าเราเตอร์ในบ้านจะสามารถทะลุผ่านกำแพงหนึ่งหรือสองชั้นได้หรือไม่ ความถี่ของแสงที่มองเห็นได้นั้นสูงมาก สูงกว่าความถี่ของ WiFi หลายแสนเท่า ดังนั้นจึงไม่เพียงแต่ไม่สามารถทะลุผ่านกำแพงได้เท่านั้น แต่ยังไม่สามารถทะลุผ่านกระดาษได้ด้วยซ้ำ

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.

ยิ่งไปกว่านั้น ยิ่งความถี่ของสัญญาณสูงเท่าไร การครอบคลุมสัญญาณภายในอาคารก็ยิ่งยากขึ้นเท่านั้น

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.

700MHz is exactly such a powerhouse.

เป็นย่านความถี่ต่ำที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับการสื่อสารเคลื่อนที่ (ต่ำกว่า 1GHz หรือเรียกว่า Sub1G) โดยมีอัตราการสูญเสียการส่งสัญญาณต่ำและมีความสามารถในการครอบคลุมพื้นที่สูงมาก

ภายในสิ้นปี 2020 ไชน่าโมบายล์ได้สร้างสถานีฐาน 5G ประมาณ 350,000 แห่ง ซึ่งครอบคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของเมืองระดับจังหวัดแล้ว แต่เพื่อครอบคลุมพื้นที่กว้างใหญ่ของอำเภอและชานเมือง จำเป็นต้องมีสถานีฐานเพิ่มเติมอีกมาก

คลื่นความถี่ 5G ที่ China Mobile ใช้คือ 2.6GHz ซึ่งสูงกว่าคลื่นความถี่ 4G เล็กน้อย ปัจจุบัน China Mobile มีสถานีฐาน 4G รวม 3.15 ล้านแห่งทั่วประเทศ หากต้องการให้ความครอบคลุมของ 5G เทียบเท่ากับ 4G คุณคงนึกภาพออกว่าต้องสร้างสถานีฐานใหม่จำนวนมหาศาลแค่ไหน

จากรายงานระบุว่า การใช้คลื่นความถี่ 700M จะต้องสร้างสถานีฐานเพียง 450,000 ถึง 500,000 แห่งเท่านั้น จึงจะครอบคลุมพื้นที่ทั่วประเทศได้ แต่ทางวิทยุและโทรทัศน์มีแผนจะสร้างสถานีฐาน 400,000 แห่งในปี 2021 ซึ่งจะครอบคลุมหมู่บ้านมากกว่า 90% ทั่วประเทศ

It can be seen that the coverage advantage of the 700M frequency band is very huge, which is why it is called"Golden Band"เหตุผล.

ดังนั้นสิ่งนี้"goldคลื่นความถี่Is it really perfect?

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

Since the frequency of 700M is low, the wavelength is relatively large, so when signals are sent or received, the size of the antenna element required must also be correspondingly larger. However, the area of ​​the antenna is limited and naturally cannot accommodate too many oscillators.

ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีหลักของ 5G ซึ่งก็คืออาร์เรย์เสาอากาศขนาดใหญ่ (Massive MIMO) จึงขาดหายไปโดยพื้นฐานถึง 700 ล้านเครื่อง

Currently, the mainstream 5G products in commercial use in the 2600M or 3500M frequency bands are all 192 vibrators.64 วันลวดในขณะที่ 700M สามารถใช้ได้เฉพาะรูปแบบ RRU เดิมบวกกับเสาอากาศ 4 พอร์ตเท่านั้น

นอกจากนี้ โทรศัพท์มือถือก็คือ2600Mor3500MUnder the frequency bandIt can support 4-antenna reception, but under 700M, it can only support 2-antenna reception.

In this way, from the perspective of cell capacity,2600Mor3500Mคลื่นความถี่It can support 16 streams of data concurrently, while 700M can only support 4 streams of data concurrently. For a single mobile phone, use2600Mor3500Mคลื่นความถี่When using 700M, it can receive 4 streams of data at the same time, but when using 700M, it can only receive 2 streams of data at the same time.

Moreover, the available bandwidth of 700M is also higher than that of hundreds of megabits.3500Mคลื่นความถี่มีขนาดเล็กกว่ามาก ซึ่งยิ่งทำให้ปัญหาเรื่องความจุไม่เพียงพอทวีความรุนแรงขึ้น

กล่าวอีกนัยหนึ่ง จากมุมมองด้านการครอบคลุม 700M คือ"Golden Band", but it is short in capacity.

2. ย่านความถี่และแบนด์วิดท์ 700M

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?

In fact, in the 4G era, 3GPP defined a series of frequency band lists, including 700M.

As can be seen from the picture above, the 700M defined by 4G is divided into two series: North American 700 and Asia-Pacific 700. Among them, B12, B13, B14, and B17 belong to North American 700, and as the name suggests, they are mainly used in North America; B28 is called Asia-Pacific 700, and is mainly used in the Asia-Pacific region.

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.

ดังนั้นโปรโตคอลควรกำหนดแบนด์วิดท์ของคลื่นความถี่สำหรับ n28 ไว้เท่าใด? ประการแรก ต้องไม่เกินช่วงสูงสุดที่ 45M ประการที่สอง ใครก็ตามที่ต้องการใช้ควรแสดงความคิดเห็นและเสนอต่อ 3GPP

Therefore, China Radio and Television raised its arms and shouted: This frequency band is exclusive to my family, and I hope to use it for large-bandwidth 5G, supporting 30MAnd 40M bandwidth is a must!

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

เนื่องจาก n28 นี้อยู่ในโหมด FDD จึงจำเป็นต้องใช้ความถี่ที่แตกต่างกันเพื่อแยกแยะระหว่างการส่งข้อมูลขึ้น (uplink) และการรับส่งข้อมูลลง (downlink) กล่าวคือ แถบความถี่สำหรับการส่งข้อมูลขึ้นที่โทรศัพท์มือถือใช้และแถบความถี่สำหรับการส่งข้อมูลลงที่สถานีฐานใช้นั้นแตกต่างกัน

ไม่เพียงแต่ย่านความถี่ในการรับส่งข้อมูลขึ้นและลงจะแตกต่างกันเท่านั้น แต่แบนด์วิดท์ก็อาจแตกต่างกันด้วย

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.

Although the Ministry of Industry and Information Technology has issued a document to 703-743/758-798MHz(ขึ้นและลง)All walks of life40M bandwidth)It is used for 4G and 5G, but currently, it seems that radio and television still use 30M for uplink and 30M for downlink.703-733เมกะเฮิรตซ์, the downward trend is758-788เมกะเฮิรตซ์.

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.

ดังนั้น หากเราต้องเปรียบเทียบปริมาณทรัพยากรคลื่นความถี่ระหว่างคลื่นความถี่ FDD 700M สำหรับวิทยุและโทรทัศน์ กับคลื่นความถี่ TDD 2600M หรือ 3500M อัตราส่วนจะเป็น 60:100 หรือ 3:5

เนื่องจากโหมด TDD สามารถปรับอัตราส่วนของช่องเวลาในการรับส่งข้อมูลขึ้นและลงได้อย่างอิสระ จึงสามารถรองรับรูปแบบการให้บริการที่หลากหลายได้เป็นอย่างดี เช่น การให้บริการที่เน้นการรับส่งข้อมูลลง การให้บริการที่เน้นการรับส่งข้อมูลขึ้น และการให้บริการที่สมดุลระหว่างการรับส่งข้อมูลขึ้นและลง

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,2600 เมตร หรือ3500MThe carrier mainly focuses on downlink capacity. While 700M supplements the downlink capacity, it also focuses on uplink coverage.

นี้คือ"High and low frequency networking".

3. 700M "co-construction and sharing"

ปัจจุบัน นอกจากย่านความถี่ 700M แล้ว วิทยุและโทรทัศน์ยังใช้ย่านความถี่ 60MHz บนระบบ 4.9G อีกด้วย ย่านความถี่ทั้งสองนี้แบ่งเป็นย่านความถี่ต่ำและสูง ย่านความถี่ FDD และ TDD เมื่อพิจารณาทั้งการส่งสัญญาณขึ้นและลงแล้ว ทั้งความครอบคลุมและความจุถือว่ายอดเยี่ยมมากไม่ใช่หรือ?

At that time, China Unicom and China Telecom had decided to co-build and share 5G, so they had the 200M band on 3.5GHz.ด้วยแบนด์วิดท์กว้างถึง 45M บนความถี่ 2.1GHz ซึ่งครอบคลุมทั้งความถี่สูงและต่ำ การผสมผสานระหว่าง FDD และ TDD จึงไม่เพียงแต่ให้แถบความถี่ที่กว้างเท่านั้น แต่ยังครอบคลุมพื้นที่ได้ดีอีกด้วย

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.

วิทยุและโทรทัศน์นั้นใช้ "แถบความถี่ทองคำ" 700 เมตร"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.

แต่ด้วยการสนับสนุนจากผู้นำในอุตสาหกรรมอย่าง China Mobile ทุกอย่างก็จะง่ายขึ้น:

1. Sky surface sharing: 700M ผสานรวมโดยตรงกับ 900M ของ China Mobile โดยใช้เสาอากาศและเสาส่งสัญญาณร่วมกัน ทำให้ต้นทุนต่ำ

2. Transfer sharing: China Mobile’s bearer network is very complete. If it can be borrowed, it will not only be low-cost, but also enable 700M 5G to be quickly activated.

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. ลดต้นทุน: 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 pull: As the world's largest operator, China Mobile can quickly mature the 700M industry chain and seize the 5G construction window and opportunities of the times.

In addition, China MobileและThe 4.9GHz frequency band of radio and television is also close to each other, and they can also be co-constructed and shared. It is really a match made in heaven.

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

China's three traditional major operators have been in the field for many years and have a large number of users. As a new player in the 5G era, China Radio and Television will obviously not be able to compete with its predecessors if it only provides homogeneous services.

แล้ววิทยุและโทรทัศน์จะให้บริการที่แตกต่างกันได้อย่างไร?Naturally, it’s my own line of work:วิทยุและโทรทัศน์.

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.

ในยุค 4G ระบบ MBMS เดิมได้รับการอัปเกรดเป็น eMBMS (enhanced MBMS)มัลติมีเดียร่างกายbroadcast multicast serviceอย่างไรก็ตาม การพัฒนาก็ยังไม่เกิดขึ้น

ในยุค 5G บริการกระจายเสียงแบบมัลติแคสต์ 5G รูปแบบใหม่ (NRMB) จะถูกนำมาใช้ในมาตรฐาน R17 ของโปรโตคอล 3GPP ซึ่งเป็นเป้าหมายในการพัฒนาธุรกิจของวิทยุและโทรทัศน์

สถานีวิทยุและโทรทัศน์ไม่เพียงแต่มีคลื่นความถี่ 700M คุณภาพสูง ซึ่งสามารถครอบคลุมพื้นที่กว้างขวางด้วยระบบ 5G เท่านั้น แต่ยังมีทรัพยากรด้านวิทยุและโทรทัศน์ที่ครบครันอีกด้วย ข้อได้เปรียบนี้ถือว่าหาได้ยากยิ่ง

Since the broadcast service does not require interaction, it only has downlink and does not require uplink.ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องยืนยันตัวตนโทรศัพท์มือถือ ตราบใดที่โทรศัพท์มือถือรองรับ ก็สามารถรับชมการถ่ายทอดสดวิดีโอได้ และสามารถใช้งานบนทีวี รถยนต์ และอุปกรณ์สวมใส่ได้โดยไม่มีปัญหา

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!

ทุกอย่างดูดีมาก รอติดตามชมกันต่อไป!