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毫米波是速度(du)提升的關鍵
相信關注電子產(chan)品、熱(re)愛科技的(de)(de)你一(yi)定對“5G”這個(ge)(ge)詞(ci)毫不(bu)陌生，這個(ge)(ge)自去年一(yi)直被熱(re)炒(chao)的(de)(de)通訊技術總是會時不(bu)時的(de)(de)進入我們(men)的(de)(de)視線。而且(qie)在剛剛結束的(de)(de)CES上(shang)，高通也圍繞(rao)5G為(wei)我們(men)描繪了一(yi)個(ge)(ge)觸手可及充(chong)滿(man)科技感的(de)(de)未來。
現在讓我(wo)們想(xiang)象(xiang)一(yi)下5G也許(xu)就像3G時(shi)期(qi)我(wo)們想(xiang)象(xiang)4G一(yi)樣，除了速度快似乎也想(xiang)象(xiang)不出4G對比3G在其他方面能有什么提升(sheng)。
的(de)確，按照(zhao)理論(lun)數據，5G的(de)傳輸(shu)速(su)率將可(ke)以實現(xian)1Gb/s，比目前4G的(de)速(su)度快(kuai)十倍以上。這意味著使(shi)用下(xia)(xia)載(zai)一部1GB大小的(de)高清電影僅(jin)僅(jin)需要10秒(miao)就可(ke)以下(xia)(xia)載(zai)完(wan)成!
那么5G從技術上(shang)到底有哪(na)些改變才能(neng)使其相較4G的(de)速(su)度有“質”的(de)飛躍呢?除(chu)了速(su)度更快，5G對比(bi)4G還有哪(na)些方面(mian)的(de)提升呢?
5G比4G不止多“1G”(圖源：outfresh)
接下(xia)來我就(jiu)給各位揭示一下(xia)5G比4G多出來“1G”到底藏著(zhu)哪些(xie)秘密。
毫米波是速度(du)提升的關鍵(jian)
眾所(suo)(suo)(suo)周知，現如(ru)今(jin)我們(men)使(shi)用(yong)的(de)手機所(suo)(suo)(suo)發射和(he)接受的(de)信(xin)號就是(shi)電(dian)磁波。不(bu)過由于電(dian)磁波的(de)頻(pin)率(lv)(lv)是(shi)有(you)限(xian)的(de)，不(bu)同(tong)的(de)工(gong)作所(suo)(suo)(suo)用(yong)到的(de)電(dian)磁波又(you)不(bu)能相互干擾，所(suo)(suo)(suo)以(yi)，全球統一協商將有(you)限(xian)的(de)電(dian)磁波頻(pin)率(lv)(lv)統一劃分出不(bu)同(tong)的(de)用(yong)處，比如(ru)，極低(di)頻(pin)率(lv)(lv)被應用(yong)于超遠距離導航、至高頻(pin)率(lv)(lv)被應用(yong)于波導通(tong)信(xin)。
無線電(dian)各頻率分段(圖源：wendangwang)
而(er)我們手機通訊用的電(dian)磁波頻(pin)率，則(ze)是被分配(pei)到(dao)了中(zhong)頻(pin)—超高頻(pin)段。簡(jian)單來說，從2G到(dao)3G一直到(dao)5G，其實就是頻(pin)率的遞增(zeng)。
而隨著頻率的提高，頻段也在逐步加寬。
三大運營商網(wang)絡(luo)制(zhi)式所(suo)占頻段(duan)(圖(tu)源：sparkandshine)
比如，4G時期，我國運營商采(cai)用(yong)的頻段(duan)大致是2555-2575MHz。而5G目(mu)前國際上主要采(cai)用(yong)28GHz進(jin)行試驗。
很直觀的(de)可(ke)以看出5G相較于4G的(de)頻(pin)段不止高了一個數量級。
如果(guo)我(wo)們將頻(pin)率(lv)代入到光(guang)速以(yi)及波長(chang)的(de)(de)公式就會(hui)得出(chu)很有(you)意思的(de)(de)結果(guo)。以(yi)5G的(de)(de)28GHz為例(li)子：
以28GHz為例計算波長
然后我們就能得出5G下(xia)的波(bo)長約為10.7mm(毫(hao)米(mi))，這也(ye)就是我們常說的5G毫(hao)米(mi)波(bo)。
5G和4G形象對比(圖源：163)
不過需要注意(yi)的(de)(de)(de)(de)是，雖然毫米(mi)波(bo)可以帶(dai)來更大(da)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)輸速度，但是毫米(mi)波(bo)也有致命的(de)(de)(de)(de)缺點——毫米(mi)波(bo)在(zai)空氣(qi)中衰減較大(da)，且繞射能(neng)力較弱。簡單來說，用毫米(mi)波(bo)實現信號穿墻是非(fei)常困難的(de)(de)(de)(de)。
為了(le)解決(jue)這個問題，就要用到微基站技(ji)術了(le)。
微基站使(shi)用戶均衡獲取信號
前面(mian)說到，由(you)于5G毫米波(bo)穿透力(li)較差并(bing)且在空氣中衰減很大的(de)弱點，如果5G仍然采(cai)用以往在3G、4G時期(qi)使用的(de)“宏基站”，就不能為稍遠的(de)用戶(hu)提供足夠的(de)信號(hao)保障。
微基站(圖片引自臨汾日報社)
為了應對這個(ge)困難，5G開始才用全新(xin)的基站(zhan)(zhan)——微(wei)(wei)基站(zhan)(zhan)。顧(gu)名思義，微(wei)(wei)基站(zhan)(zhan)做的足夠小的基站(zhan)(zhan)。
為了更(geng)容(rong)易理解宏(hong)(hong)基站和微(wei)基站的區別，我們用一個取暖的例子(zi)來形象的比喻(yu)宏(hong)(hong)基站和微(wei)基站。
宏(hong)基站“取暖”方案(圖(tu)片引自新浪(lang)博客)
宏基站：在一個寒冷的冬天，一個班級里面只有一個熾熱的火爐，老師為了讓班級暖和起來，將這個熾熱的火爐放在班級的正中間。結果事與愿違，班級整體并沒有都熱起來，僅僅是距離火爐比較近的幾個學生暖和(事實上，由于溫度太高，可能已經有灼熱的感覺)而距離這個火爐很遠的在班級邊緣的學生可能絲毫感覺不到火爐的溫度，凍的瑟瑟發抖。
微基站“取暖”方案(圖片引自新浪博客)
微(wei)基站：如果我(wo)們(men)將(jiang)上述班級(ji)(ji)中心熾熱的(de)火(huo)(huo)(huo)爐(lu)“拆分(fen)(fen)開”，分(fen)(fen)成(cheng)四五個火(huo)(huo)(huo)爐(lu)，雖然每(mei)個小火(huo)(huo)(huo)爐(lu)的(de)功率不(bu)及原先的(de)大火(huo)(huo)(huo)爐(lu)，但是我(wo)們(men)將(jiang)這幾(ji)個小火(huo)(huo)(huo)爐(lu)平均分(fen)(fen)到班級(ji)(ji)的(de)各(ge)個區域，這樣每(mei)個人都能感受到暖意了(le)。
所以，微基(ji)站不(bu)僅在體(ti)積上要遠遠小于宏基(ji)站，在功耗上也會有所降(jiang)低。
你也許想問，為什么(me)(me)宏基站(zhan)的天線(xian)(xian)都那么(me)(me)大，而(er)微基站(zhan)的天線(xian)(xian)這么(me)(me)小?或者引(yin)申一下，為什么(me)(me)以(yi)前我們的手機都要長長的天線(xian)(xian)，而(er)現(xian)在我們的手機都“沒有”天線(xian)(xian)了(le)?
天線(xian)的(de)長度與波長的(de)關系
這是(shi)因為(wei)，隨著頻(pin)率(lv)逐漸升高，該(gai)頻(pin)率(lv)相(xiang)對應的(de)波長在逐漸的(de)縮(suo)短(duan)，而(er)天(tian)(tian)線也就(jiu)跟(gen)著變短(duan)了(le)!根據實(shi)驗(yan)得出的(de)數據顯示，天(tian)(tian)線的(de)長度大約(yue)為(wei)波長的(de)1/10~1/4。
所以(yi)，5G的毫米(mi)(mi)波(bo)，也就使得天(tian)線(xian)達到了(le)“毫米(mi)(mi)”的級別。
文章編輯：CobiNet(寧波)
本公司專注于電訊配件,銅纜綜合布線系列領域產品研發生產超五類，六類,七類線，屏蔽模塊，配線架及相(xiang)關模(mo)塊配件的研(yan)發和生產。
