Qu'est-ce que 5G MMWAVE?
5G MMWAVE est la technologie de réseau mobile la plus rapide que nous ayons, atteignant des vitesses allant jusqu'à 10 Gbit / s dans le monde réel. Explorons ce que c'est réellement et apprenons comment les réseaux cellulaires fonctionnent dans le processus. Je sais que certaines d'entre elles ressemblent à la physique 101, mais je promets que cela nous aidera à mieux comprendre.
Sommaire
Qu'est-ce qu'une vague exactement de toute façon?
Nous avons tous vu des vagues sur l'eau quand elle est perturbée. Supposons qu'il y ait une bouée dans cette eau perturbée (ou tout ce qui flotte), vous remarqueriez qu'il bobs de haut en bas sans aller nulle part. Pourquoi ne recule-t-il pas ou ne vient-il pas comme les vagues le semblent? De plus, tout ce ballon doit nécessiter de l'énergie. D'où vient cette énergie?
La réponse est qu'elle a voyagé vers l'extérieur de la source d'origine de la perturbation. Dites que quelqu'un a laissé tomber un caillou dans de l'eau immobile, ce qui a fait la vague. Les vagues en expansion transportaient l'énergie de ce gêne avec eux jusqu'à la bouée.
Pourquoi cette énergie n'a-t-elle pas fait avancer la bouée, cependant? C'est parce que même si cela donne l'illusion de se débrouiller vers l'extérieur, l'eau ne se déplace pas réellement plus loin. Il rebondit juste de haut en bas. Donc, pour récapituler, l'énergie de la vague transfère loin, mais la vague elle-même reste en place. Tout comme la façon dont les gens créent une vague dans un stade en s'asseyant et en descendant.
Chaque vague obéit aux mêmes principes. Par exemple, une vague se comporterait exactement de la même manière si vous créiez une perturbation dans l'air au lieu de l'eau (c'est ce qu'est le son).
Scientifiquement parlant, il y a un terme pour chacun de ces comportements et un moyen de les quantifier. Par exemple, si vous comptez combien de fois la bouée rebondit dans une seconde, c'est sa fréquence. À quelle distance de haut en bas, la bouée se déplace à chaque fois est l'amplitude de l'onde. Et si vous prenez une règle et mesurez la distance entre les ondulations, ce serait sa longueur d'onde.
Lorsque les ondes sont emballées plus près les unes, la longueur d'onde est plus courte et la fréquence est plus élevée. La fréquence est plus faible et la longueur d'onde est plus longue lorsque les ondes sont plus éloignées. En règle générale, des fréquences plus élevées signifient plus d'énergie et vice versa.
5G est un type spécial de vague
Les vagues sont partout autour de nous. La lumière que nous voyons peut réellement se comporter comme des vagues d'eau. Contrairement à l'eau ou aux ondes d'air, c'est une sorte de vague spéciale qui n'a pas besoin d'un matériau pour se propager. Il peut simplement se propager dans un espace vide. Ce type spécial d'onde est appelé onde électromagnétique.
Il est composé d'un spectre entier de différentes longueurs d'onde, et une bande étroite de ce spectre est ce que nous percevons comme une lumière visible. Toutes les couleurs que nous voyons ne sont que différentes longueurs d'onde sur ce spectre. En mots plus simples, nous ne voyons qu'une petite tranche d'ondes électromagnétiques, et le reste est invisible.
Lorsqu'une onde électromagnétique a une longueur d'onde très courte, il peut s'agir d'un rayon gamma, d'une radiographie ou d'une onde ultraviolette (les mêmes rayons UV que nous sommes censés éviter lorsqu'ils sont au soleil). À l'extrémité opposée, lorsqu'il a la plus longue longueur d'onde possible, c'est une vague radio.
Les ondes radio peuvent parcourir des distances incroyables car elles ont les plus longues longueurs d'onde et les très basses fréquences. C'est pourquoi nous les utilisons pour la communication sans fil. Le Wi-Fi et les cellulaires, y compris la 5G, sont en fait des ondes radio.
Les vagues peuvent transporter beaucoup de données, très rapidement
Comment une vague peut-elle transporter un message ou des paquets de données Internet? Cela semble ahurissant, mais la clé réside dans la simplicité du langage du message lui-même.
Vous avez probablement entendu parler du code Morse. C'est une langue entièrement faite de points et de tirets. Ensuite, il y a binaire, la langue des 1 et 0, que les ordinateurs lisent et comprennent.
Rappelez-vous la bouée qui bobs de haut en bas lorsque vous laisse tomber un galet dans l'eau? Vous pouvez en créer une langue pour envoyer un message. La hauteur à laquelle les bobs de bouée pouvaient être le code: la hauteur plus élevée pourrait être 1, et la hauteur inférieure pourrait être nulle. Vous pouvez laisser tomber un gros rocher pour «coder» un 1 et un petit caillou pour «coder» un 0. Ce serait assez maladroit et lent, mais en principe, quelqu'un pourrait observer la bouée et interpréter le message que vous avez envoyé à travers les vagues.
C'est essentiellement ainsi que fonctionne la communication radio. Un dispositif d'émetteur code 1 et 0 en modifiant la fréquence, l'amplitude (tout comme notre bouée) ou la phase de l'onde. Techniquement, cela s'appelle la modulation.
Un modèle de 1 et 0 peut être mappé ou «codé» sur une vague car l'émetteur peut créer des perturbations extrêmement précises, que le matériel du récepteur interprète et «décode» en 1 et 0. Vous pouvez voir comment une vague avec une fréquence plus élevée (plus de vibrations par seconde) et une longueur d'onde plus courte vous permettra de coder plus d'informations car il y a plus de créneaux ou de possibilités de moduler les bits de l'onde.
Nous savons déjà que les réseaux cellulaires fonctionnent sur des ondes radio et que les ondes radio peuvent avoir des longueurs d'onde aussi petites qu'un seul millimètre ou aussi longs que plusieurs kilomètres. C'est la clé.
5G mmwave a expliqué
Avec cela, nous avons toutes les pièces de puzzle pour illustrer ce qu'est la 5G MMWAVE.
Les premières générations d'ondes radio cellulaires (1G et 2G) ont utilisé des ondes radio qui vibrent environ 1 à 2 milliards de fois par seconde (1-2 GHz) et ont des longueurs d'onde d'environ 1 pied. Cela semble rapide, mais la première génération n'a même pas pu envoyer des messages texte. La troisième génération (3G) a augmenté la fréquence à 2,5 GHz et a coupé la longueur d'onde de moitié. Avec 3G, vous pouvez parcourir Internet et diffuser en SD. Avec la quatrième génération (4G), la fréquence est allée jusqu'à 8 GHz, et la longueur d'onde s'est raccourcie à 1,5 pouces, ce qui a permis le streaming HD et la navigation rapide. Il atteint environ 50 Mbps à 100 Mbps dans le monde réel.
5G est un bond en avant car il fonctionne à 100 GHz (soit cent milliards de fois par seconde). Sa longueur d'onde peut être aussi courte qu'un millimètre (mm); D'où le nom. C'est donc ce qu'est 5G MMWAVE: un réseau cellulaire fonctionnant à une fréquence et des longueurs d'onde extrêmement élevées de 1 mm, atteignant une vitesse de téléchargement moyenne de 2,5 Gbit / s.
Ce que cela signifie pour nous
La 5G n'est pas seulement plus rapide que la 4G; C'est aussi beaucoup plus réactif. La latence peut être aussi faible que 1 milliseconde, ce qui est presque instantané. Cela signifie pas de décalage dans les jeux en ligne et le streaming 4K ou 8K sans aucune mise en mémoire tampon. Le temps de réponse quasi-instantant est également parfait pour les appareils Internet des choses, les AR, les voitures autonomes et la technologie qui nécessitent une faible latence.
En plus de la transmission de données ultra-rapides et de la latence incroyablement faible, la 5G MMWAVE prend également en charge plus de bande passante par rapport aux réseaux traditionnels (beaucoup plus d'appareils peuvent s'y connecter sans congestion du réseau).
Limites de 5G MMWAVE
Chaque technologie cellulaire avant la 5G, y compris la 4G, a utilisé une bande de fréquence unique. 5G en utilise beaucoup. Le 5G MMWAVE n'est qu'un de ces nombreux groupes. Il y a aussi 5G sous-6 GHz, qui opère à peu près les mêmes fréquences que la 4G. Ensuite, il y a sous-1 GHz, qui utilise des fréquences encore plus basses. Les bandes de fréquences 5G peuvent être à haute fréquence, à mi-fréquence et à basse fréquence. Qu'est-ce qui donne?
Étant donné que les ondes 5G sont bien emballées ensemble (par rapport à l'ancien type d'ondes radio), ils ne peuvent pas se propager loin. Les bâtiments, les arbres et même la pluie ou la neige peuvent obstruer 5G mmwave.
C'est pourquoi cette technologie n'est pas trop répandue. Il faut un réseau dense de petites cellules pour couvrir même quelques blocs de ville par opposition à la 4G, qui s'appuie sur de grandes tours cellulaires qui couvrent généralement plusieurs kilomètres.
5G MMWAVE est notre étape la plus récente et la plus éloignée dans la communication sans fil transparente, mais elle peut ne pas voir l'adoption généralisée que nous avons vue avec les générations précédentes. Néanmoins, voir des vitesses de gigabit sur la connexion de données de votre téléphone vous donnera toujours l'impression que l'avenir est déjà là.
