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Transmisión de sonido en Internet de las cosas

Pan Helin es becario postdoctoral en economía aplicada en la Academia China de Ciencias Fiscales.

El 6 de junio, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información emitió licencias comerciales 5G a China Telecom, China Mobile, China Unicom y China Radio and Television, lo que significa que China ha entrado oficialmente en el primer año de 5G. uso comercial.

¿Qué es el 5G?

5G es la quinta generación de tecnología de comunicación. Echemos un vistazo al desarrollo de las comunicaciones:

1G es la era de la voz. Motorola es una empresa de comunicaciones representativa en la era 1G. Utiliza comunicación analógica y solo se puede asignar una banda de frecuencia para una comunicación. Sin estándares técnicos, la calidad de la señal y la transmisión son deficientes.

2G ha entrado en la era del texto. 2G es el sistema de comunicación móvil de segunda generación, que resuelve los problemas de confidencialidad e inestabilidad de la señal de la comunicación analógica y pasa de la comunicación analógica a la comunicación digital. La empresa representante en la era 2G es Nokia y puede utilizar su propio navegador para explorar el contenido de los sitios web WAP. La distancia de transmisión de la señal digital es larga y la capacidad antiinterferencias es fuerte. Basado en la tecnología TDMA (Acceso múltiple por división de tiempo), se pueden transmitir mensajes de texto (SMS).

El 3G abre la era de las imágenes. 3G es el sistema de comunicaciones móviles de tercera generación. En comparación con 2G, la tecnología principal es CDMA (Acceso múltiple por división de frecuencia) y la tecnología de comunicación se ha actualizado a otro nivel. Puede transmitir no sólo sonido, sino también imágenes y vídeos, utilizando ondas electromagnéticas para la comunicación. 3G puede transmitir voz y datos (redes) simultáneamente. En términos de estándares de comunicación móvil, China tiene más voz. La empresa representativa en la era 3G es Apple.

4G es la era del vídeo. 4G es el sistema de comunicaciones móviles de cuarta generación. Es la era de los smartphones y la era que vivimos actualmente. 4G utiliza tecnología de transmisión de alta velocidad de frecuencia ultraalta, como la transmisión MIMO, que tiene las características de comunicación flexible, alta velocidad y alta inteligencia. Como resultado, han nacido muchas aplicaciones nuevas, como el pago con código de escaneo, Tik Tok, Aauto Quicker y otras aplicaciones, que realizan la transmisión rápida de datos de voz, video e imágenes, mejorando enormemente la experiencia de Internet móvil.

El 5G activará la era del Internet de las Cosas. 5G es el sistema de comunicaciones móviles de quinta generación, que utiliza ondas milimétricas y tecnología MIMO masiva. Tiene las características de alta velocidad de red, baja latencia y acceso ubicuo, creando el "Internet de todo". Con la comunicación 5G, solo se necesitan unos segundos para descargar una película de alta definición, lo que activará la era del Internet de las cosas.

Desde la perspectiva del desarrollo de la tecnología de la comunicación, de 1G a 4G, el principal avance es la parte de comunicación inalámbrica. La velocidad teórica actual del 4G LTE convencional es de solo 150 Mbps, mientras que la velocidad de transmisión máxima de una sola fibra óptica en el laboratorio ha alcanzado los 26 Tbps, que es varios órdenes de magnitud peor que esta última. Una de las cuestiones clave que debe resolver la tecnología 5G es aumentar la velocidad de comunicación inalámbrica.

En general, existen dos métodos para aumentar la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en las comunicaciones inalámbricas. Uno es aumentar la utilización del espectro y el otro es aumentar el ancho de banda del espectro. El primer método consiste en seguir disfrutando de un ancho de banda limitado en el espectro extremadamente estrecho actual, pero mejorar aún más la utilización del espectro; el segundo método consiste en abrir nuevos recursos de bandas de frecuencia;

Entonces, ¿cuál es la diferencia entre ambos? Si comparamos los recursos del espectro con el suministro de agua urbano, suponiendo que el agua proviene de un embalse, cuando el agua no es suficiente, podemos satisfacer la demanda aumentando la tasa de utilización del agua, por ejemplo distribuyéndola más eficientemente entre los hogares y las fábricas. que corresponde al primer método; pero si los lagos o incluso el río Yangtze pueden convertirse en fuentes de agua distintas de los embalses, entonces esto corresponde al segundo método.

El 5G utiliza ondas milimétricas para aumentar la frecuencia y el ancho de banda del espectro. Según la fórmula de longitud de onda = velocidad de la luz/frecuencia, a medida que la longitud de onda se acorta (de onda larga, onda media, onda corta a onda decimétrica, onda centimétrica, onda milimétrica), la frecuencia se vuelve cada vez más alta. No es difícil ver que de 1G a 4G, la frecuencia de las ondas electromagnéticas utilizadas es cada vez mayor. Al adoptar este enfoque, 5G aumentará considerablemente las tasas de comunicación inalámbrica. La velocidad es también la primera impresión que muchas personas tienen del 5G.

¿Cuáles son las características del 5G?

Según la definición de 3GPP, 5G traerá tres escenarios de aplicación principales. El primero es el gran ancho de banda de eMBB, es decir, la velocidad de descarga teórica de 5G alcanzará los 10 GB por segundo, que es 10 veces. la del 4G actual. Se puede descargar una película de alta definición en tan solo unos segundos. Esta puede ser la impresión más intuitiva que muchos usuarios comunes tienen sobre las velocidades de descarga de 5G.

Pero es más probable que incluso jugando en línea, la barra de progreso se pueda mover a voluntad, y puede que no haya ninguna diferencia entre jugar en línea y las emisoras locales.

La baja latencia de uRLLC en el segundo escenario puede ser más obvia al mejorar la experiencia en línea de los usuarios comunes. Al jugar, a menudo sucede que la velocidad de descarga es obviamente muy rápida, pero está muy estancada. Esto es el resultado de una demora demasiado larga. El retraso teórico de 5G es de 1 ms, que es unas décimas de 4G y básicamente alcanza el nivel casi en tiempo real.

Pero si simplemente miras tu teléfono móvil y hablas del efecto de mejora de la experiencia del usuario que aporta 5G desde la perspectiva de la velocidad y la latencia de la red, de hecho, este efecto es bastante limitado. No parece haber una diferencia esencial entre unos pocos minutos para descargar una película y unos pocos segundos. Desde la perspectiva del desarrollo de la tecnología de la comunicación, 4G ha tenido genes C desde el principio. Hasta ahora, se puede decir que básicamente puede satisfacer las diversas necesidades de entretenimiento de los usuarios.

Lo más importante es el empoderamiento de la industria. El primero es la mejora de la banda ancha móvil (red móvil), que cubre principalmente una gama más amplia y mejora la capacidad de la red, cuando los usuarios la utilizan en edificios grandes, como edificios de oficinas, centros comerciales, grandes instalaciones deportivas y otras áreas públicas. redes móviles Puede disfrutar de una experiencia mejorada más consistente. Además, los escenarios de aplicación típicos incluyen educación y formación a distancia, telemedicina, reuniones en línea entre varias personas, etc. Estas aplicaciones pueden verse como una extensión de 4G, y 5G mejorará enormemente la experiencia del usuario.

Sin embargo, el Internet de las cosas puede ser el lugar donde el 5G realmente pueda demostrar su valor único. Cabe mencionar el tercer escenario importante de 5G, a saber, la conexión amplia mMTC, lo que significa que el número teórico de terminales IoT que se pueden conectar a una sola celda de comunicación 5G alcanzará el millón, lo que es más de diez veces mayor que el de 4G. . Sus escenarios de aplicación incluyen ciudades inteligentes, agricultura inteligente, monitoreo de energía/servicios públicos, hogares inteligentes, monitoreo remoto, etc. Estas aplicaciones son de gran importancia para mejorar la eficiencia de las operaciones urbanas y la felicidad de la vida de los residentes.

La formulación de estándares 5G está actualmente en progreso, y la tecnología y los productos 5G son cada vez más maduros. Los principales eslabones de la cadena industrial, como sistemas, chips y terminales, básicamente han alcanzado el nivel comercial y están listos para su implementación comercial. La asignación de espectro, la construcción de redes y la mejora de políticas también están avanzando rápidamente, y las empresas de telecomunicaciones básicas han publicado sucesivamente planes de implementación de 5G. En gran medida, estos esfuerzos pueden considerarse como la construcción de infraestructura 5G para prepararse para la aplicación a gran escala de 5G en el futuro.