5G到底是啥?這麼逆天?!

FMBA2019-03-20 11:37:49

▐ 本文來自“科普中國”,首發於“企鵝科學”公眾號



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我們這一代人的生活,變化實在是太快了。撥號上網彷彿還在昨天,今天就要迎來5G時代了。




那麼,5G到底是個啥?對我們又有啥好處?



什麼叫5G?

5G的G是英文Generation的縮寫,也就是“世代”的意思。説白了,5G就是





它就跟大哥大變成智能手機,DOS系統變Win10,綠皮車變復興號一樣,都是一種大幅度的技術升級。





將來5G升完級以後,不但比現在的4G厲害,很可能比現在的4G和家庭寬帶加起來還要厲害很多!






所以,世界各國的通信服務商都傾盡全力提前佈局,希望能趕上5G這趟大幅升(zhuàn)級(qián)的快車!






那麼,説實在的,5G實現了以後,到底有啥好處呢?


5G的三大好處?


從咱老百姓的角度看,5G主要有三大好處:一是辦事快,二是不拖延,三是擠不爆


先説辦事快。根據一項互聯網報告,把世界上最快的4G網速(挪威,平均63 Mb/s)和最快的寬帶網速(新加坡,平均189 Mb/s)加到一塊兒,也沒有5G的網速高(理論網速10000 Mb/s)。





有了5G以後,下載一部4K電影,可能就是上個洗手間的功夫。





再説不拖延。在網上辦事,就像在路上開車,你不可能一路都是高速。正常的辦事流程,一定是一會兒高速一會兒省道,運氣不好的時候還得進市區等紅燈。


所以,甭管4G和寬帶看起來有多快,玩遊戲、看視頻時,難免遇到卡頓的現象。這就是——網絡延遲




有了5G以後,網絡延遲基本上就治好了。因為5G的網絡延遲大約是1毫秒。1毫秒什麼概念?就是千分之一秒。




最後説擠不爆。一條高速公路,車道再多、車速再快,也架不住春運的流量高峯。同樣的道理,咱們平時擠地鐵、逛商場、看比賽的時候總是會發現,要麼4G死活連不上,要麼連上了卻發不了朋友圈。




這是因為你身邊的手機太多太密集了,大家都在刷手機把網絡擠爆了。


有了5G以後,就算十萬人一起在足球場看比賽,網絡也不會擠爆。因為5G在每平方公里可以讓100萬台設備同時上網。





當然,5G的辦事快、不拖延和擠不爆這三大好處,並不僅是為了提升現有的上網體驗。有了這三大好處,它還能實現更遠大的野心!


5G的三大野心


5G的三大野心,其實就是要搞定三個長期吹牛、始終沒落地的技術:VR(虛擬現實)、自動駕駛,物聯網


先説VR。VR要想玩的溜,圖像就得逼真,不然只能叫虛擬Windows屏保。

而且,如果網絡延遲太厲害,戴VR頭盔的人就會頭暈。





所以,要想隨時隨地玩VR,就得先用上5G。




再説自動駕駛。舉個例子,現在的汽車自動駕駛系統做得再厲害,它的攝像頭也只能看到一小段路況。如果大卡車、彎道、坡道擋住了它的視線,汽車就可能發生危險。





要想解決這個問題,汽車的自動駕駛系統,必須保持時刻在線。而且,它收到的數據必須沒有延遲。





所以,要想沒駕照也能開車,就得先用上5G。


最後説物聯網。所謂物聯網,就是説不但你的手機、VR和汽車能上網,你家電視、空調、冰箱、浴霸、花盆、門鎖都能上網,甚至連你吃的水果、蔬菜、牛肉、三文魚在生產、加工、運輸的過程中都能上網。


大家都知道,物聯網的概念已經提(chuī)出(niú)很多年了,之所以沒有實現,一個很重要的原因是網絡容量不夠。





所以,要想連花盆都能上網,就得先用上5G。





那麼,如何才能讓5G真的很厲害,而不是像那三個技術一樣,長期吹牛、始終不落地呢?


如何把5G造出來?


要想把5G造出來,只用一兩個小發明小創新遠遠不夠。從技術的角度看,5G是對現有移動通信系統的全面革新。


我們用5個方面的例子説明,這5個例子是天線多、道路寬、色號全、站點密和瞄的準


天線多。5G和其他幾G一樣,都是用電磁波來運送信息。但是5G信號的波長比其他信號的波長更短,屬於毫米級。



波長短了,天線就短,天線短了,一個設備就能同時放進很多根天線。這就能保證5G設備同時發出和接收很多組信號。這叫做大規模多進多出技術(massive MIMO)。





道路寬。由於5G信號的頻率範圍是28~39 GHz,它可以給每個頻道的信息分配400MHz寬的道路,比4G的道路寬20倍。這就保證每條道路上能同時容納更多的“車流”。





色號全。在每一個頻道中,5G信號可以發出很多組信號,每一組信號的頻率非常接近,而且不會導致接收信號的時候分不清誰是誰。


這叫作正交頻分複用(OFDM)。




這就好比5G讓不同顏色的口紅傳遞不同類型的信息,因為接收信息的人分得清口紅色號,所以5G敢於把色號配齊,不怕混淆。





站點密。説白了,移動通信就是讓手機一邊到處走,一邊和附近的基站説話。

由於5G信號的波長變短,它必須把基站建得很密。這樣一來,每個手機附近總會有一個基站。手機和基站離得近了,它們説話時就不用使勁喊,結果就是更加省電。





瞄的準。5G允許你坐在每小時500公里的車上而不掉線。這就要求,手機和基站之間互相聯繫的時候,必須知道對方在哪個方向,並且得正對着那個方向説話。所以,5G會用到一種特殊的技術,叫作波束賦形。





如果不用波束賦形,電磁波的波束就會很寬。這時,基站必須朝着一個範圍使勁發信號。手機多了,基站發出的信號會相互干擾,傳輸質量肯定保證不了。





當然,上面説的幾個創新也只是5G的一個方面。要想趕快用上5G,我們還需要標準制定、芯片設計、硬件生產、系統集成、設備部署和服務運營等全行業的不懈努力。





我們期待,作為擁有14億人口的世界第二大經濟體,我們國家能夠早日普及5G,讓每一個老百姓都能進一步享受到信息革命帶來的巨大便利。



作者| Sheldon

繪製| Mirror、黃呆

編輯| 王波

審稿人| Alex Qian 通信工程師

本文來自“科普中國”,首發於“企鵝科學”公眾號


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