5G mmWave چیست؟

5G mmWave سریع‌ترین فناوری شبکه موبایل است که در دنیای واقعی به سرعتی تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه می‌رسد. بیایید بررسی کنیم که این فناوری دقیقاً چیست و در این مسیر، با نحوه عملکرد شبکه‌های سلولی نیز آشنا شویم. ممکن است برخی از مفاهیم مانند درس فیزیک به نظر برسند، اما قول می‌دهم که این توضیحات به درک عمیق‌تر ما کمک می‌کنند.

موج دقیقاً چیست؟

همه ما امواج روی آب را دیده‌ایم؛ وقتی آب دچار آشفتگی می‌شود، موج ایجاد می‌شود. حالا اگر یک شناور روی این آب باشد، متوجه می‌شوید که فقط بالا و پایین می‌رود و به جلو یا عقب حرکت نمی‌کند. چرا مثل خود امواج حرکت نمی‌کند؟ همچنین، این بالا و پایین رفتن به انرژی نیاز دارد. این انرژی از کجا آمده است؟

پاسخ این است که انرژی از منبع اولیه‌ای که موج را ایجاد کرده، به سمت بیرون حرکت کرده است. فرض کنید کسی یک سنگریزه را در آب ساکن بیندازد و موج ایجاد شود. امواج در حال گسترش، انرژی سنگریزه را با خود حمل می‌کنند تا به شناور برسند.

اما چرا این انرژی باعث نمی‌شود که شناور به جلو حرکت کند؟ دلیل آن این است که با وجود این‌که امواج به سمت بیرون گسترش می‌یابند، آب در واقع حرکت نمی‌کند. فقط بالا و پایین می‌رود. بنابراین، به طور خلاصه، انرژی موج به دوردست‌ها منتقل می‌شود، اما خود موج در همان نقطه باقی می‌ماند؛ دقیقاً مانند زمانی که افراد در یک استادیوم ورزشی با نشستن و برخاستن، موج انسانی ایجاد می‌کنند.

همه امواج از اصول یکسانی پیروی می‌کنند. برای مثال، اگر در هوا به جای آب اختلالی ایجاد کنید، موجی مشابه ایجاد می‌شود؛ این همان چیزی است که ما به عنوان صدا می‌شناسیم.

از نظر علمی، برای هر یک از این رفتارها اصطلاحات مشخصی وجود دارد. به عنوان مثال، اگر تعداد دفعات بالا و پایین رفتن شناور را در یک ثانیه بشمارید، این همان فرکانس موج است. میزان حرکت عمودی شناور، دامنه موج نامیده می‌شود. اگر فاصله بین دو قله موج را با خط‌کش اندازه بگیرید، طول موج را به دست می‌آورید.

وقتی امواج به هم نزدیک‌تر باشند، طول موج کوتاه‌تر و فرکانس بالاتر خواهد بود. برعکس، اگر امواج از هم دورتر باشند، طول موج بلندتر و فرکانس پایین‌تر خواهد بود. به عنوان یک قانون کلی، فرکانس بالاتر به معنای انرژی بیشتر و فرکانس پایین‌تر به معنای انرژی کمتر است.

5G نوع خاصی از موج است

امواج همه جا در اطراف ما وجود دارند. نوری که می‌بینیم می‌تواند دقیقاً مانند امواج آب رفتار کند. اما برخلاف امواج آب یا هوا، این نوع موج، یک موج خاص است که برای انتشار نیازی به ماده ندارد و می‌تواند در فضای خالی گسترش یابد. به این نوع خاص از امواج، امواج الکترومغناطیسی گفته می‌شود.

امواج الکترومغناطیسی طیف گسترده‌ای از طول موج‌های مختلف را شامل می‌شوند و تنها یک بخش باریک از این طیف، همان چیزی است که ما به عنوان نور مرئی می‌بینیم. تمام رنگ‌هایی که مشاهده می‌کنیم، طول موج‌های مختلفی از این طیف هستند.

وقتی یک موج الکترومغناطیسی طول موج بسیار کوتاهی داشته باشد، به صورت اشعه گاما، اشعه ایکس یا اشعه فرابنفش (UV) ظاهر می‌شود؛ همان اشعه‌ای که هنگام قرار گرفتن در معرض نور خورشید باید از آن اجتناب کنیم. در سوی دیگر، وقتی یک موج الکترومغناطیسی دارای طول موج بسیار بلندی باشد، به شکل امواج رادیویی خواهد بود.

امواج رادیویی می‌توانند مسافت‌های فوق‌العاده‌ای را طی کنند زیرا طول موج‌های بلندی دارند و فرکانسشان بسیار پایین است. به همین دلیل ما از آن‌ها برای ارتباطات بی‌سیم استفاده می‌کنیم. وای‌فای و شبکه‌های تلفن همراه، از جمله 5G، در اصل امواج رادیویی هستند.

امواج می‌توانند حجم زیادی از داده‌ها را با سرعت بالا انتقال دهند

اما امواج چگونه پیام‌ها یا بسته‌های داده اینترنتی را حمل می‌کنند؟ این موضوع ممکن است پیچیده به نظر برسد، اما کلید آن در سادگی زبان پیام است.

شاید نام کد مورس را شنیده باشید. این زبانی است که فقط از نقطه و خط تشکیل شده است. همچنین زبان باینری (0 و 1) وجود دارد که کامپیوترها از آن استفاده می‌کنند.

حال، اگر دوباره به مثال شناور بازگردیم، می‌توان از بالا و پایین رفتن آن برای ارسال یک پیام استفاده کرد. برای مثال، ارتفاع بیشتر را به عنوان “1” و ارتفاع کمتر را به عنوان “0” در نظر بگیریم. با انداختن سنگ‌های بزرگ برای “1” و سنگ‌های کوچک برای “0”، می‌توان اطلاعات را از طریق موج انتقال داد. هرچند این روش کند و ناکارآمد است، اما از نظر اصولی مشابه نحوه کار ارتباطات رادیویی است.

در دستگاه‌های مخابراتی، یک فرستنده امواج را با تغییر فرکانس، دامنه یا فاز رمزگذاری می‌کند. این فرآیند “مدولاسیون” نام دارد.

فرکانس‌های بالاتر و طول موج‌های کوتاه‌تر به این معنا هستند که امواج می‌توانند داده‌های بیشتری را در یک بازه زمانی مشخص منتقل کنند. از آنجا که شبکه‌های تلفن همراه بر پایه امواج رادیویی کار می‌کنند، امواج رادیویی می‌توانند طول موجی از چند میلی‌متر تا چندین مایل داشته باشند.

توضیح 5G mmWave

اکنون که اجزای اصلی را شناختیم، می‌توانیم بفهمیم که 5G mmWave چیست.

نسل‌های اولیه شبکه‌های تلفن همراه (1G و 2G) از امواج رادیویی با فرکانس ۱ تا ۲ گیگاهرتز (میلیارد نوسان در ثانیه) و طول موج حدود ۳۰ سانتی‌متر استفاده می‌کردند. اما این فناوری حتی امکان ارسال پیامک را نیز نداشت.

با 3G، فرکانس به ۲.۵ گیگاهرتز افزایش یافت و طول موج کاهش پیدا کرد، که امکان مرور اینترنت و پخش ویدئو را فراهم کرد. سپس با 4G، فرکانس به ۸ گیگاهرتز رسید و طول موج به ۳.۸ سانتی‌متر کاهش یافت. این شبکه سرعتی بین ۵۰ تا ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه را ارائه می‌داد.

اما 5G یک جهش بزرگ است. این فناوری در فرکانس‌های تا ۱۰۰ گیگاهرتز کار می‌کند و طول موجی به کوتاهی ۱ میلی‌متر دارد؛ به همین دلیل “mmWave” نامیده می‌شود. این شبکه می‌تواند سرعت دانلودی تا ۲.۵ گیگابیت بر ثانیه داشته باشد.

5G mmWave چه تأثیری بر ما دارد؟

5G فقط سریع‌تر از 4G نیست؛ بلکه واکنش‌پذیرتر است. تأخیر آن می‌تواند به کمتر از ۱ میلی‌ثانیه برسد که تقریباً آنی است. این ویژگی برای بازی‌های آنلاین، پخش محتوای 4K و 8K و فناوری‌هایی مانند خودروهای خودران و اینترنت اشیا بسیار مفید است.

محدودیت‌های 5G mmWave

با این حال، 5G mmWave مشکلاتی دارد. این امواج، به دلیل فرکانس بالا، نمی‌توانند مسافت‌های طولانی را طی کنند و به راحتی توسط ساختمان‌ها، درختان و حتی باران مسدود می‌شوند. به همین دلیل، پوشش‌دهی آن به دکل‌های کوچک متراکم نیاز دارد، برخلاف 4G که از برج‌های مخابراتی بزرگ با پوشش چندین مایل استفاده می‌کند.

با این حال، 5G mmWave نشان‌دهنده آینده ارتباطات بی‌سیم است و دیدن سرعت‌های گیگابیتی روی گوشی‌های هوشمند، حس زندگی در آینده را به ما می‌دهد.

ما را در اینستاگرام دنبال کنید

برای خرید محصولات دل کلیک کنید

کندل، عرضه کننده محصولات دل در ایران

برای اطلاع از قیمت لپ تاپ دل کلیک کنید

مانیتور دل | تبلت دل | لوازم جانبی دل

فروش و خدمات دل در ایران