浅释:未来触手可及 2025的5G毫米波技术解析

一、概念解析

1. 毫米波

毫米波是位于微波和远红外波长交叠范围的一种电磁波。其频率范围在26.5至300GHz之间,带宽可达273.5GHz。因其波长短于厘米波,具有两种光谱的特性,因此在通信、雷达等领域有着特殊的应用。

2. 厘米波

相比之下,厘米波具有穿透、反射和吸收的特性。它在某些介质中,如玻璃、塑料和瓷器等,几乎能够通过而不被吸收。水和食物等物质会吸收厘米波的能量,而金属则会反射厘米波。厘米波的波长在1米(不含1米)到0.1米之间。

二、特性及应用

毫米波和厘米波的特性和应用在许多方面都各具优势。

毫米波因其高频宽和大带宽,在频率资源有限的全球里显得尤为吸引人。它在大气中的传播虽然受到大气吸收和散射的影响,但通过特定的技术和学说,可以实现对高频信号的传输和处理。毫米波在微距传输、高速通信等领域有着广泛的应用。

而厘米波因其较长的波长和良好的穿透力,在辐射加热、介质加热等领域有特殊的优势。当厘米波穿透介质时,会与介质发生相互影响,使介质温度增加,从而实现加热的效果。

三、频率与波长

电磁波的波长为1~10毫米的称为毫米波,而频率高于厘米波的电磁波则属于毫米波范畴。

四、5G时代的毫米波

5G时代,毫米波成为提高网络速度的重要手段。由于频率越高,传输速度越快,数据量越多。5G网络中的高速数据传输往往依赖于毫米波等高频段。但由于毫米波的波长短、穿透性差等特点,需要在技术和设备上进行更多的研究和开发。

5G还包含了sub-6GHz频段,这是相较于毫米波的另一大频段。Sub-6GHz是指6GHz下面内容的中低频段,其与4G LTE频段相近,但通过增加频宽来提升速度。在我国的5G应用中,Sub-6GHz也是重要的频段其中一个。

五、Ubiquiti的60GHz链路大赛

Ubiquiti举办的60GHz链路大赛正是基于毫米波技术的实际应用。60GHz频段的波长仅为5mm左右,属于毫米波范畴。Ubiquiti通过技术手段,实现了毫米波在长距离传输中的稳定性和可靠性,这在很大程度上推动了毫米波技术的应用和提高。

毫米波和厘米波作为电磁波的不同频段,各有其特性和应用领域。在通信、雷达、加热等领域,它们都发挥着重要的影响。随着5G时代的到来,毫米波和sub-6GHz等技术将进一步推动通信技术的提高和应用。而Ubiquiti等企业的技术创造和操作,也将为毫米波技术的提高和应用带来更多的可能性和机遇。毫米波是指 6GHz以上,从 24GHz到 52GHz的较高频率无线电频段。毫米波的频段比 Sub-6大幅提升,其火车运行速度也跑得更快了,传输速度更是可以达到 Sub-6的 16倍。

毫米波的可用频带宽度也非常富余,加上空分、时分、正交极化或其他复用技术,5G中万物互联所需的多址难题,是可以轻易解决的。更重要的是如此富余带宽的频谱几乎免费,在 5G体系中使用毫米波通信技术,不仅可以获得极大的通信容量,更能降低运营商和通信用户的使用成本。

毫米波技术研究由来已久,最早可追溯到上世纪 20年代。毫米波传播特性研究在 50年代就已经取得了相当的成就,当时研发的毫米波雷达已应用于机场交通管制。到 90年代,毫米波集成电路研制已取得了重大突破,使毫米波技术可以广泛地应用于军事和民用通信领域。

毫米波技术在通信领域的应用主要是毫米波波导通信、毫米波无线地面通信和毫米波卫星通信,且以无线地面通信和卫星通信为主。在毫米波地面通信体系中,除了传统的接力或中继传输通信应用外,还有高速宽带接入中的无线局域网(WLAN)通信。WLAN具有双向数据传输特点,可以提供多种宽带交互式数据和多媒体业务。

Ubiquiti在 2012年就开始专研毫米波的无线通信,更是从 Motorola招来团队专门负责AirFiber项目。他们为 AirFiber设计了独有的射频和调制解调器,使它可以在 6Ghz以上的 11Ghz、24Ghz、60Ghz进行无线电传输。基于毫米波的特性,AirFiber即使在 10公里以上的传输中也能处理 1Gbps的数据,是同时期产品速度的百倍。而在近期举办的 60GHz传输大赛中,更有用户使用 AirFiber产品传输了 24.59公里。完全突破了传统认知中毫米波由于超短的波长,传播距离容易受到大气影响的既定印象。实际应用中也证明,毫米波可以取代有线光纤进行主干网络通信。

可以毫不夸张地说,毫米波就是今后移动通信和无线通信的未来,毫米波是 5G的重要组成部分,而 5G也是我国提高的重要组成部分。目前民族滑雪中心已经展开了 5G毫米波实验,相信到 2022年的北京冬奥会上,大家就能感受到真·5G的高速魅力。当然你也可以通过使用 Ubiquiti的 airFiber毫米波系列产品,感受毫米波在无线通信领域的速度。

参考资料:

[1]李明. 5G无线:从Sub—6 GHz到mm波机遇与技术挑战[N].电子报,2017-10-15(012).

[2]张长青.面向5G的毫米波技术应用研究[J].邮电设计技术,2016(06):30-34.

[3]Juli Clover. mmWave vs. Sub-6GHz 5G iPhones: What’s the Difference?

[4] Ookla Speedtest数据显示,5G毫米波速率可达Sub-6GHz的16倍

[5]www..tw

毫米波其本质上就是一种高频电磁波,是波长1-10毫米的电磁波,通常来说就是频率在30GHz-300GHz之间的电磁波。是5G通讯中所使用的主要频段其中一个。

5G通讯中主要使用两个通讯频段,Sub-6GHz为低频频段,主要使用6GHz下面内容频段进行通讯。毫米波频段则使用24GHz-100GHz的高频毫米波进行通讯,5G对于毫米波的利用,大多集中在24GHz/28GHz/39GHz/60GHz几许频段之中。

扩展材料:

根据3GPP协议规定,5G网络主要使用两段频率,FR1频段和FR2频段。FR1频段的频率范围是450MHz-6GHz,又称sub 6GHz频段,FR2频段的频率范围是24.25GHz-52.6GHz。

毫米波带来了大带宽和高速率。基于sub 6GHz频段的4G LTE蜂窝体系可使用的最大带宽是100MHz,数据速率不超过1Gbps。而在毫米波频段,可使用的最大带宽是400MHz,数据速率高达10Gbps甚至更高。在5G时代,这样的带宽表现才能满足用户对特定场景的需求。

参考资料来源:百度百科-毫米波

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