Er wordt veel gesproken over hoe mmWave (millimetergolf) radiospectrum de toekomst is van 5G mobiele netwerken en hoe het een must-have is als je de beste Android-telefoon - in ieder geval op Verizon. Maar mmWave-signalen en -spectrum zijn niet iets nieuws en het is niet iets dat specifiek is ontworpen voor gebruik in breedbandtransportnetwerken; het is daar toevallig ook eerlijk werk.
Vanwege de manier waarop signalen over de mmWave-banden worden overgedragen, zijn er tal van andere toepassingen in praktische consumentenelektronica, industriële en militaire toepassingen, en zelfs enkele gemeentelijke netwerksystemen die we nooit zullen zien vanwege de kosten die met het bouwen samenhangen ze eruit. Onthoud Wi-Max?
VPN-deals: levenslange licentie voor $ 16, maandelijkse abonnementen voor $ 1 en meer
Wat is mmWave precies?
Het is gebruikelijk om artikelen over mmWave te zien die je niet vertellen hoe of waarom het werkt, of op zijn best gewoon een algemeen idee geven in plaats van het uit te leggen. Ik weet dat ik mezelf schuldig ben aan het schrijven van wat.
mmWave is een specifiek gebied van het radiofrequentiespectrum dat alle frequenties tussen 24 GHz en 100 GHz omvat. Dit spectrum is grotendeels ongebruikt omdat het doet problemen veroorzaken bij gebruik in een groot netwerk. Daar komen we later op terug.
mmWave kan veel gegevens zeer snel over een vrij korte afstand verplaatsen.
Wat mmWave-frequenties bieden, is de mogelijkheid om veel gegevens over een relatief korte afstand over te dragen. Dit is de reden waarom de huidige mmWave 5G-implementaties zo'n vlekkerige dekking hebben - het is supersnel zolang je dicht bij de mobiele site bent waarmee je verbinding maakt. mmWave is slecht voor de transmissie tussen zendmasten langs een verlaten snelweg. mmWave is uitstekend geschikt voor het bedekken van zoiets als een voetbalstadion tijdens de Super Bowl (GO BUCS!)
Ik noemde propagatieproblemen met mmWave, en er zijn er meer dan een paar. Deze worden meestal niet vaak genoemd omdat grote spelers in mmWave 5G zoals Qualcomm manieren hebben bedacht om ze te omzeilen. De grootste problemen zijn padverlies, diffractie en blokkering, demping van regen, atmosferische absorptie en verlies van gebladerte.
mmWave-signalen worden gemakkelijk geblokkeerd door zaken als regen of bladeren van bomen. Het is een afweging.
Dat zijn allemaal mooie woorden die betekenen dat mmWave-signalen niet goed door dingen heen gaan of erg ver reizen. Regen, bladeren, een auto of zelfs je lichaam kan storing en signaalverlies veroorzaken. Een andere inherente eigenschap van mmWave die chipmakers gebruiken om deze problemen te bestrijden, is hoe ontvankelijk mmWave-signalen zijn voor zogenaamde beamforming. Dat is wanneer antennes aan beide uiteinden zo worden gebroken en geblokkeerde signalen daadwerkelijk rond objecten worden teruggekaatst.
Een signaal kan bijvoorbeeld niet zo goed door een betonnen muur dringen, maar het kan zichzelf tegen die muur naar binnen kaatsen veel richtingen, en als de antenne die deze verzendt en ontvangt precies goed is geplaatst, kunt u een signaal in de omgeving van een boomstam. Daarom moeten 5G-ingenieurs zo slim zijn en waarom mmWave is de toekomst van 5G op elke plek met veel mensen in een klein gebied. Supersnelle signalen die een hoop gegevens bevatten en van de muur naar je telefoon kunnen weerkaatsen, klinkt redelijk goed.
Reflectie vs. absorptie
Er zijn ongeveer een miljoen technische whitepapers op internet gepubliceerd die bespreken hoe de absorptie van specifieke radiogolven en de reflectie van anderen kan worden gebruikt. Ze zijn allemaal verhelderend en als je dit soort dingen gewoon graaft, is het de moeite waard om in een Google-konijnenhol te gaan en wat te lezen. Voor alle anderen is er een eenvoudig voorbeeld - een scanner die een pistool kan detecteren.
mmWave-frequenties kunnen met een zeer hoge resolutie terug naar de bron reflecteren en doen het veel beter dan röntgenstralen.
Dit werkt omdat sommige mmWave-frequenties dingen zoals je broek of je schoenen of zelfs de meeste laptoptassen kunnen passeren, maar weerkaatsen op tal van andere dingen. Er is al technologie ontwikkeld die die reflecties kan opvangen en focussen in een beeld met een resolutie van minder dan 10 mm, actief (stel je voor dat je in een luchthavenscanner staat) of passief (je loopt langs een scanner als je een gerechtsgebouw of post binnenkomt) kantoor). Bij zo'n klein resolutieverschil is het eenvoudig te zien wat ieder vreemd voorwerp wordt verborgen omdat u er een uitstekende foto van hebt. Hoewel mmWave iemand niet kan vertellen dat het een pistool ziet, is het kan laat iemand een foto zien van een verborgen pistool.
De meesten van ons zullen geen verborgen smokkelwaar bij zich hebben of werken in een baan waar we naar op zoek zijn. Maar het concept voor andere toepassingen is hetzelfde. Werkelijk.
OnePlus gemaakt een geweldig conceptapparaat die mmWave-technologie gebruikt om de beweging van uw borstkas en luchtpassages op te merken en deze gegevens vervolgens gebruikt om houd je ademhaling in de gaten door een van kleur veranderende verfbeurt op een telefoon die we nooit zullen kopen, maar die we allemaal willen zien.
Al deze ideeën gebruiken dezelfde eigenschappen van reflectie, breking en absorptie die inherent zijn aan mmWave-signalen.
Het gerucht gaat dat we een Google Nest Hub dat gebruikt Soli voor slaaptracking of gebaren op afstand of wat Google ook maar kan bedenken. Soli is cool, begrijp me niet verkeerd, maar mmWave zou hier net zo goed kunnen werken en ook kunnen worden gebruikt als onderdeel van je wifi thuis.
Deze twee ideeën zouden de reflectie- en absorptiespecificaties van mmWave gebruiken om iets te doen dat zowel technisch eenvoudig als praktisch verbazingwekkend is. Breid die ideeën nu uit naar zaken als smartwatches die van hartslagen of bloedzuurstof genieten, of een stappenteller die 100% correct werkt, 100% van de tijd. Of technologie die slaapapneu of congestief hartfalen controleert.
Als je super ambitieus wilt worden, kan mmWave worden gebruikt als een soort mesh-systeem voor een Enorme MIMO-Gebaseerd netwerk fronthaul. Op dit moment wordt dit allemaal gedaan met behulp van sub-6-netwerken en het is redelijk goed om dingen verbonden te houden waar veel gebruikers zich in een specifiek gebied bevinden. mmWave breidt de snelheid uit naar elke gebruiker en kan "beter" meshen, zodat het ook het gebied kan vergroten. We zullen deze technologie in plaatsen als New York zien omdat er zoveel mensen wonen, of Washington, D.C. omdat zoveel mensen tegelijkertijd een heel klein deel van de stad bezoeken. OK, ik denk dat deze niet meetelt omdat het technisch gezien deel uitmaakt van een 5G-cellulair systeem, maar het is te cool om niet op te nemen.
Het mmWave-netwerk van Verizon wordt nog steeds uitgerold - hier is alles 5G-steden het bevindt zich in - en u kunt verwachten dat vergelijkbare trajecten van AT&T, T-Mobile en vele andere providers over de hele wereld in de komende jaren zullen volgen. Maar wat interessant is aan millimetergolven, is precies dat - het is gewoon cool.