6月6日,工業(yè)和信息化部(簡稱“工信部”)正式發(fā)放5G商用牌照,這標志著5G邁入了商用階段。也就是說,在繼2G、3G、4G等前輩擔當通信重任、完成各自的使命后,5G接過接力棒,成為通信行業(yè)的主角,領跑整個行業(yè)。
什么是5G?它有哪些特點?它比4G厲害在哪些地方……關于5G這個新朋友,我們很有必要全面了解它,不然可能被人笑話“你out了”。
大家好,我是你們的新朋友,相信很多人很早就聽過我的名字,但是從來沒見過我,我就是那個比4G多1G、比7G少2G的5G。
我名字中的G是英文Generation的縮寫,也就是“世代”的意思,說白了,我就是第五代移動通信技術。就跟大哥大變成智能手機、DOS系統(tǒng)變成Windows10操作系統(tǒng)、綠皮火車變成“復興號”高鐵一樣,從前輩們到我是大幅度的技術升級。毫不夸張地說,我不僅比4G厲害,比現(xiàn)在的4G和家庭寬帶加起來還要厲害得多!
告訴你們哦,我很大度,我會讓世界上任何一個地方都有網(wǎng)絡,人們在房間、廚房、衛(wèi)生間甚至地下車庫都能順暢地上網(wǎng)。我又很節(jié)約,在5G狀態(tài)下,終端處于省電的“睡覺”狀態(tài),但它始終與網(wǎng)絡保持連接。
今年6月初,工信部向中國電信股份有限公司(簡稱“中國電信”)、中國移動通信集團有限公司(簡稱“中國移動”)、中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信集團有限公司(簡稱“中國聯(lián)通”)、中國廣播電視網(wǎng)絡有限公司(簡稱“中國廣電”)這4位大佬發(fā)放了5G商用牌照,這意味著電信運營商可以在全國范圍內(nèi)開展5G商業(yè)化運營。但其實,各電信運營商從2018年起就已經(jīng)在全國40多個城市開展了試商用網(wǎng)絡建設,這些城市的小伙伴已經(jīng)見過我咯,現(xiàn)在既然已經(jīng)發(fā)放了正式牌照,相信以我“基建狂魔”的速度,很快就可以和全國各地的朋友們見面啦,大家是不是很激動?
雖然中國不是全球第一個推出5G商用的國家,但是目前中國5G中頻段系統(tǒng)設備、終端芯片、智能手機都處于全球產(chǎn)業(yè)的第一。我為中國感到自豪。
5G實現(xiàn)了以后,有啥好處呢?從用戶的角度看,主要有三大好處:一是辦事快,二是不拖延,三是擠不爆。
5G帶來的最直觀的變化就是網(wǎng)速的提升。根據(jù)一項互聯(lián)網(wǎng)報告,把世界上最快的4G網(wǎng)速和最快的寬帶網(wǎng)速加在一起,也沒有5G的網(wǎng)速快。如果把4G的速度比喻為坐高鐵,那5G的速度就是坐火箭,5G的理論峰值速率可以達到20Gbps,用戶體驗速率可達到100Mbps—1Gbps,足足是4G速率的10—20倍呢。
有了5G后,下載一部4K電影可能只需上個洗手間的工夫。
2月27日,中國移動西藏公司在拉薩開通了西藏首個2.6GHz頻段5G基站,在戶外環(huán)境下測試,其下載峰值速率達530M/s,平均速率在500M/s左右,下載1GB的電影只需2秒鐘。
在網(wǎng)上辦事,就像在路上開車,車子不可能一直都在高速上行駛,正常的行駛路徑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(qū)等紅燈,所以,甭管4G和寬帶看起來有多快,玩游戲、看視頻時難免遇到卡頓的情況,這就是網(wǎng)絡延遲。
有了5G后,網(wǎng)絡延遲基本不存在,因為5G的網(wǎng)絡延遲大約是1ms,這相當于4G的幾十分之一。1ms是個什么概念?1ms就是0.001s。舉個例子,醫(yī)生遠程控制機器人手臂進行手術,端到端的時延可能只需要1ms,這就實現(xiàn)了機器人與醫(yī)生的無縫溝通。
高速公路車道再多,汽車車速再快,也架不住春運時的流量高峰。同樣的道理,咱們平時在地鐵里瀏覽新聞、在食堂看比賽、在圖書館查資料的時候總是會發(fā)現(xiàn)要么4G死活連不上,要么連上了卻打不開網(wǎng)頁,這是因為你身邊的手機太多了,大家都在用手機流量,把網(wǎng)絡擠爆了。
有了5G后,就算10萬人一起看比賽,網(wǎng)絡也不會擠爆,因為5G在每平方千米可以讓100萬臺設備同時上網(wǎng)。
有了高速度、低時延、低功耗等性能加持,5G這家伙很囂張喲,它要搞定3大技術:虛擬現(xiàn)實技術(VR技術)、自動駕駛、物聯(lián)網(wǎng),野心真不小。
先說VR技術。VR的圖像得逼真,不然只能叫虛擬Windows屏保,而且如果網(wǎng)絡延遲太厲害,戴VR頭盔的人會頭暈,所以要想隨時隨地玩VR,就得先用上5G。
再說自動駕駛。舉個例子,現(xiàn)在汽車自動駕駛系統(tǒng)做得再好,它的攝像頭也只能“看”到一小段道路的情況,如果經(jīng)過彎道、坡道,或者大卡車擋住了它的視線,汽車就可能發(fā)生危險。
要想解決這個問題,汽車的自動駕駛系統(tǒng)必須時刻在線,而且收到的數(shù)據(jù)必須沒有延遲,如此,就得先用上5G。
最后說物聯(lián)網(wǎng)。所謂物聯(lián)網(wǎng),就是不但你的手機、VR設備和汽車能聯(lián)網(wǎng),你家的電視、空調(diào)、冰箱、浴霸、花盆、門鎖都能聯(lián)網(wǎng),甚至你吃的水果、蔬菜、牛肉、三文魚在生產(chǎn)、加工、運輸?shù)倪^程中也能聯(lián)網(wǎng)。
大家都知道,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)提出很多年了,之所以沒有實現(xiàn),一個很重要的原因就是網(wǎng)絡容量不夠。要想讓花盆都聯(lián)網(wǎng),就得用上5G,5G可以實現(xiàn)隨時隨地的萬物互聯(lián),包括人與人、物與物、物與人的通信。
要想把5G造出來,只制作一兩個小發(fā)明、進行小創(chuàng)新遠遠不夠。從技術的角度看,5G是對現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)的全面革新。
天線多
5G和它的前輩們一樣,都是用電磁波來傳送信息,但是5G信號的波長比其他信號的波長更短,屬于毫米級。波長短了,天線就短,天線短了,一臺設備就能同時放進很多根天線,這能保證5G設備同時發(fā)出和接收很多組信號。這叫作大規(guī)模多進多出技術(massive MIMO)。
由于5G信號頻率范圍是28GHz—39GHz,所以它可以給每個頻道的信息分配400MHz,這頻道信息“道路”比4G的寬20倍,能保證每條“道路”上同時容納更多的“車流”。
在每個頻道中,5G信號可以發(fā)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,這叫作正交頻分復用(OFDM)。這就好比5G讓不同顏色的彩筆傳遞不同類型的信息,因為接收信息的人分得清彩筆色號,所以5G敢把色號配齊,不怕混淆。
通俗地說,移動通信就是讓手機一邊到處走一邊和附近的基站說話。
由于5G信號的波長變短,屬于毫米級,所以必須把基站建得很密,這樣一來,每臺手機附近總會有一個基站。手機和基站離得近,它們“說話”時就不用使勁喊,會更加省電。但問題也隨之而來,要用上5G,難不成城市里要建滿基站?
解決方案是把基站弄小一點,建立微基站。微基站能完美地融入城市景觀,不會使城市環(huán)境受到影響。
5G允許你坐在速度為500km/h的車上而網(wǎng)絡不掉線,這就要求手機和基站互相聯(lián)系的時候必須知道對方在哪個方向,并且得正對著那個方向“說話”。所以,5G會用到一種特殊的技術——波束賦形。波束賦形能使電磁波指向它所提供服務的設備,而且能隨設備移動轉(zhuǎn)變方向。
如果不用波束賦形,電磁波的波束就會很寬,這時基站必須朝著一定的范圍使勁發(fā)信號。手機多了,基站發(fā)出的信號會互相干擾,傳輸質(zhì)量肯定保證不了。
現(xiàn)在兩個人面對面打電話、傳照片,信號都是通過基站進行中轉(zhuǎn),延時高,效率還低,而5G會用到一個新招數(shù)——D2D(設備到設備),也就是兩臺設備之間直接傳數(shù)據(jù)。5G時代,手機之間直接傳數(shù)據(jù),只需要“知會”基站一聲就可以,效率大大提高。
上面說的這幾個創(chuàng)新只是一個方面,要想趕快用上5G,我們還需要芯片設計、硬件生產(chǎn)、系統(tǒng)集成、設備部署和服務運營等全行業(yè)的不懈努力。
關于5G,很多小伙伴還有一些疑問,下面我們來一一解答。
想用5G網(wǎng)絡,肯定需要換5G手機,這毋庸置疑。
目前華為、小米、OPPO、vivo、中興、三星等終端廠商都已經(jīng)推出了5G終端,只是售價不菲。好在有了5G網(wǎng)絡,如果不想換手機的話,你的4G手機還是能用的,移動通信業(yè)提供向下兼容的各種服務,你看現(xiàn)在2G手機打電話、發(fā)短信都沒問題。
流量價格是根據(jù)基站技術水平而定的,隨著技術的進步,5G費用一定會大幅下降。
從5G的前輩2G、3G、4G分別用KB、MB、GB單位計費來看,用戶使用流量會越來越多,具體花費多少,還要看流量使用情況。
5G可以廣泛應用于智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)、智慧能源、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能家居、無線醫(yī)療、應急安全等領域,深入影響我們生產(chǎn)生活各個方面。
輻射其實是一種能量傳遞方式。通信基站數(shù)量越多,手機通話效果就越好,而手機和基站之間的電磁輻射反而越小。
地球本身就是一個大磁場,自然界電閃雷鳴、太陽黑子活動等都會產(chǎn)生電磁輻射。在生活中,微波爐、電磁爐、電視機、吹風機等和人們生活密不可分的家用電器也會產(chǎn)生電磁輻射。
一般來說,電吹風的輻射可以達到100μw/cm2,電磁爐的輻射能達到580μw/cm2,家庭中常用的無線路由器在1m內(nèi)產(chǎn)生的輻射超過60μw/cm2。按照國家標準要求,通信基站的電磁輻射必須小于40μw/cm2,在實際執(zhí)行的時候,電信運營商考慮到信號疊加,輻射會控制在8μw/cm2以內(nèi)。與常用的家用電器相比,我們周邊通信基站的輻射量微乎其微。
總之,5G是一場革命,它以技術為驅(qū)動,從人與人的連接延伸到萬物互聯(lián),從個人和家庭延伸到社會各個領域,為社會經(jīng)濟、生活帶來革命性的影響,我們非常期待與它正式“見面”。