Сейчас много говорят о том, что миллиметровый (миллиметровый) радиочастотный спектр - это будущее Сотовые сети 5G и как это необходимо, если вы хотите лучший телефон Android - по крайней мере, на Verizon. Но сигналы и спектр mmWave не являются чем-то новым и не предназначены специально для использования в сетях широкополосных операторов связи; просто так получилось, что там тоже честная работа.
Из-за того, как сигналы передаются в миллиметровых диапазонах, существует множество других применений в практической бытовой электронике, промышленной и военные приложения, и даже некоторые муниципальные сетевые системы типа «пирожок в небе», которые мы никогда не увидим из-за затрат, связанных со строительством их. Помните Wi-Max?
Предложения VPN: пожизненная лицензия за 16 долларов, ежемесячные планы от 1 доллара и более
Что такое mmWave?
Часто можно увидеть статьи, написанные о mmWave, в которых не рассказывается, как и почему он работает, или, в лучшем случае, просто дается общее представление, а не объясняется его. Я знаю, что сам виноват в том, что кое-что написал.
mmWave - это определенная область радиочастотного спектра, которая охватывает все частоты от 24 ГГц до 100 ГГц. Этот спектр в основном не используется, потому что он делает вызывают некоторые трудности при использовании в любой большой сети. Мы вернемся к ним позже.
mmWave может очень быстро перемещать большие объемы данных на довольно короткие расстояния.
Что предлагают частоты mmWave, так это возможность передавать большой объем данных на относительно короткие расстояния. Вот почему текущие развертывания mmWave 5G имеют такое неоднородное покрытие - это очень быстро, пока вы находитесь рядом с сотовым узлом, к которому вы подключаетесь. mmWave плохо подходит для передачи между вышками сотовой связи по безлюдному шоссе. mmWave отлично подходит для покрытия чего-то вроде футбольного стадиона во время Суперкубка (GO BUCS!)
Я упомянул проблемы распространения с mmWave, и их гораздо больше. О них обычно не упоминают, потому что крупные игроки в mmWave 5G, такие как Qualcomm, придумали способы их обойти. Самыми большими проблемами являются потери на трассе, дифракция и засорение, затухание в дожде, атмосферное поглощение и поведение потери листвы.
Сигналы mmWave легко блокируются такими вещами, как дождь или листья деревьев. Это компромисс.
Все это причудливые слова, которые означают, что сигналы mmWave не очень хорошо справляются с прохождением через предметы или перемещением очень далеко. Дождь, листья, машина или даже ваше тело может вызвать помехи и потерю сигнала. Еще одно неотъемлемое свойство mmWave, которое производители микросхем используют для решения этих проблем, - это то, насколько сигналы mmWave восприимчивы к так называемому формированию луча. Это когда антенны на обоих концах размещаются таким образом, чтобы преломленные и заблокированные сигналы фактически отражались от объектов.
Например, сигнал не может хорошо проникнуть через бетонную стену, но он может отразиться от этой стены в множество направлений, и если передающая и принимающая антенны расположены правильно, вы можете переместить сигнал вокруг ствол дерева. Вот почему инженерам 5G нужно быть такими умными и почему mmWave является будущее 5G в любом месте с большим количеством людей на небольшой территории. Сверхбыстрые сигналы, которые несут массу данных и могут отражаться от стены в сторону вашего телефона, звучат довольно хорошо.
Отражение vs. поглощение
В Интернете опубликовано около миллиона технических официальных документов, в которых обсуждается, как можно использовать поглощение определенных радиоволн и отражение других. Все они поучительны, и если вы просто откопаете что-то подобное, стоит залезть в кроличью нору Google и почитать. Для всех остальных есть один простой пример - сканер, который может обнаружить пистолет.
Частоты миллиметровых волн могут отражаться обратно к источнику с очень высоким разрешением и делать это намного лучше, чем рентгеновские лучи.
Это работает, потому что некоторые миллиметровые частоты могут проходить через такие вещи, как ваши брюки, обувь или даже большинство сумок для ноутбуков, но будут отражаться от множества других вещей. Уже разработана технология, которая может улавливать эти отражения и фокусировать их в изображение с разрешением менее 10 мм, активно (представьте, что стоите в сканере аэропорта) или пассивно (вы проходите мимо сканера при входе в здание суда или пост офис). При такой крошечной разнице в разрешении легко увидеть, что любой скрывается посторонний предмет, потому что у вас есть его отличное фото. Хотя mmWave не может сказать кому-то, что видит пистолет, он может покажите кому-нибудь фотографию спрятанного пистолета.
Большинство из нас не собираются носить с собой скрытую контрабанду или работать на работе, которая заставляет нас ее искать. Но концепция для других приложений такая же. Действительно.
OnePlus сделал удивительное концептуальное устройство который использует технологию mmWave, чтобы заметить движение вашей груди и дыхательных путей, а затем использовал эти данные для следите за своим дыханием, меняя цвет краски на телефоне, который мы никогда не купим, но все хотят видеть.
Все эти идеи используют те же свойства отражения, преломления и поглощения, которые присущи сигналам миллиметрового диапазона.
Ходят слухи, что мы увидим Google Nest Hub который использует Soli для отслеживания сна, удаленных жестов или чего-то еще, что Google может приготовить. Soli - это круто, не поймите меня неправильно, но mmWave может работать и здесь, а также использоваться как часть вашего домашнего Wi-Fi.
Эти две идеи будут использовать особенности отражения и поглощения mmWave, чтобы сделать что-то технически простое и практически потрясающее. Теперь расширите эти идеи до таких вещей, как умные часы, которые радуют сердцебиением или кислородом крови, или счетчик шагов, который действительно работает на 100% правильно в 100% случаев. Или технологии, контролирующие апноэ во сне или застойную сердечную недостаточность.
Если вы хотите стать очень амбициозным, mmWave можно использовать в качестве типа ячеистой системы для Массивный MIMO-На основе сети Fronthaul. Прямо сейчас все это делается с использованием сетей sub-6, и это довольно хорошо для поддержания связи там, где много пользователей находятся в определенной области. mmWave расширяет скорость для каждого пользователя и может «лучше» создавать сетку, так что она также может расширять область. Мы увидим эту технологию в таких местах, как Нью-Йорк, потому что там живет так много людей, или Вашингтон, округ Колумбия, потому что так много людей посещают очень небольшую часть города одновременно. Хорошо, я думаю, это не считается, потому что технически это часть сотовой системы 5G, но это слишком круто, чтобы не включать.
Сеть Verizon mmWave все еще развивается - вот все 5G города он расположен - и вы можете ожидать, что аналогичные траектории от AT&T, T-Mobile и многих других операторов по всему миру последуют этому примеру в ближайшие несколько лет. Но то, что интересно в миллиметровых волнах, именно это - это просто круто.