●宋頌

下一代無線技術(shù)具有實(shí)時(shí)連接性，可以帶來新的消費(fèi)者和商業(yè)應(yīng)用。

在過去的10 年里，4G 無線技術(shù)已經(jīng)成為眾多全球移動(dòng)設(shè)備和用戶的標(biāo)準(zhǔn)。從Snapchat、Instagram 等社交媒體平臺(tái)，到Uber 和Lyft 等出行工具，許多公司都從今天的4G 系統(tǒng)提供的可靠連接和速度中受益匪淺。

盡管第四代無線技術(shù)為移動(dòng)消費(fèi)的新媒介鋪平了道路，但它依然有局限性。在接下來的10 年中，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備的興起要求網(wǎng)絡(luò)近乎實(shí)時(shí)地傳輸海量數(shù)據(jù)，5G 則可以實(shí)現(xiàn)這種狀態(tài)。

5G 早期在2018 年底開始部署，當(dāng)時(shí)AT＆T 在12 個(gè)城市推出了5G 無線網(wǎng)絡(luò)，但是該技術(shù)的廣泛實(shí)施可能需要10 年的時(shí)間。即使如此，企業(yè)也越來越關(guān)注這種技術(shù)：根據(jù)CB Insights 數(shù)據(jù)，在2019 年每個(gè)季度的收益電話會(huì)議中，提到5G 的次數(shù)超過2000 次。諾基亞、高通、愛立信、博通和Verizon 等公司都討論了5G，以及相關(guān)技術(shù)和服務(wù)部署計(jì)劃。

在中國(guó)，5G 商用速度明顯在加快。3 月份，工信部下發(fā)《關(guān)于推動(dòng)5G 加快發(fā)展的通知》，提出加快5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)度，加速5G 應(yīng)用模組研發(fā)，支撐工業(yè)生產(chǎn)、可穿戴設(shè)備等泛終端規(guī)模應(yīng)用。根據(jù)全球移動(dòng)設(shè)備供應(yīng)商協(xié)會(huì)（GSA）的數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)提交的5G 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)文稿約占全球的30%，主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目占比約40%，均位居世界前列。其中，華為已拿下全球2/3 的5G 合同。

面對(duì)激進(jìn)和保守的不同聲音，本文將深入探討無線技術(shù)的背景、什么是5G、以及下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將如何發(fā)展。

無線技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展歷史

無線通信已經(jīng)存在了一個(gè)多世紀(jì)，但直到20 世紀(jì)70 年代末和20 世紀(jì)80 年代初，才成為一種商業(yè)上可行的消費(fèi)服務(wù)。隨著手機(jī)的問世，第一代（1G）無線技術(shù)系統(tǒng)問世。這些設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)允許移動(dòng)語音通話，但僅此而已。

第二代（2G）改進(jìn)了語音通話，并通過短信（SMS）引入了文本消息傳遞（后來通過彩信MMS 引入了媒體消息傳遞），這最終幫助手機(jī)行業(yè)在本世紀(jì)初獲得了廣泛的采用。2G 的后續(xù)迭代引入了數(shù)據(jù)傳輸，但是直到1998 年，3G才允許使用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)瀏覽和視頻通話等功能。最新的3G 迭代能夠達(dá)到4 Mbps 的數(shù)據(jù)速度。

被消費(fèi)者稱為4G（現(xiàn)在稱為4G LTE）的最新一代無線技術(shù)能夠達(dá)到10Mbps～50 Mbps的實(shí)際速度，具體取決于運(yùn)營(yíng)商。這些速度可用于移動(dòng)在線游戲、實(shí)時(shí)高清電視、團(tuán)體視頻會(huì)議、聯(lián)網(wǎng)家庭解決方案，甚至是新興的體驗(yàn)，如AR 或VR。但這也意味著用戶需要以4G 速度進(jìn)行下載或緩沖，對(duì)于大多數(shù)消費(fèi)者來說，這是為“媒體無線自由”付出的一筆代價(jià)。

但是對(duì)于運(yùn)輸、醫(yī)療保健等行業(yè)，數(shù)據(jù)傳輸之前的延遲可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)結(jié)果產(chǎn)生直接影響。例如，5G 將使自動(dòng)駕駛汽車之間的即時(shí)通訊成為可能，可以防止致命事故的發(fā)生。5G 將對(duì)這些關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的影響，同時(shí)還將為未來的互聯(lián)技術(shù)提供必要的基礎(chǔ)架構(gòu)。

什么是5G 無線技術(shù)？

5G 作為第五代無線技術(shù)系統(tǒng)，能提供比之前任何一代技術(shù)更快的速度。對(duì)該技術(shù)的早期測(cè)試顯示，現(xiàn)實(shí)速度可達(dá)700Mbps～3000Mbps（3 Gbps），一旦5G 商用，消費(fèi)者就能體驗(yàn)極快的速度。使用4G 下載電影可能需要花費(fèi)幾分鐘，使用5G 則只需要數(shù)秒。

盡管智能手機(jī)和其他移動(dòng)設(shè)備是5G 商用后最明顯的受益者，但還有很多行業(yè)都能從5G 中獲益。例如，物聯(lián)網(wǎng)將從5G 提供的速度和帶寬中受益匪淺，尤其是隨著行業(yè)的發(fā)展：Gartner 估計(jì)，到2020 年將安裝超過20B 的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，而與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備相關(guān)的支出接近3萬億美元。自動(dòng)駕駛汽車、機(jī)器人手術(shù)和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控，只是5G 賦能物聯(lián)網(wǎng)的一小部分潛在應(yīng)用。

5G 顛覆行業(yè)

5G 在連接性方面的飛躍，為眾多行業(yè)創(chuàng)造了巨大的機(jī)會(huì)，同時(shí)也為大規(guī)模的技術(shù)突破奠定了基礎(chǔ)。一旦5G 普及，可能對(duì)這些行業(yè)產(chǎn)生變革性影響，主要有以下3個(gè)原因：5G 設(shè)備延遲性更低，從而可以更快地傳輸較大的數(shù)據(jù)流；5G 設(shè)備可靠性更強(qiáng)，能在極端條件下更好地傳輸數(shù)據(jù)；5G 比Wi-Fi 更加靈活，可以支持更廣范圍的設(shè)備、傳感器和可穿戴設(shè)備。

這里我們將深入探討幾個(gè)行業(yè)，它們可能會(huì)受到5G 技術(shù)的巨大影響。

醫(yī)療健康

為了降低成本并改善整體健康狀況，西醫(yī)正朝著預(yù)防保健的方向發(fā)展。5G 為可穿戴設(shè)備進(jìn)行預(yù)防和監(jiān)控提供了巨大的機(jī)會(huì)，這樣的設(shè)備已經(jīng)被用來追蹤睡眠、血糖水平、體育鍛煉等。

5G 更快的速度和更高的網(wǎng)絡(luò)可靠性，為開發(fā)更復(fù)雜的設(shè)備提供可能性，包括直接植入人體的設(shè)備，而不僅僅局限在體外佩戴設(shè)備。

配備5G 的微型攝像機(jī)，能夠提供患者實(shí)時(shí)的體內(nèi)外視頻，為遠(yuǎn)程診斷和更復(fù)雜的遠(yuǎn)程治療奠定基礎(chǔ)。例如，對(duì)反復(fù)住院治療的中風(fēng)患者來說，他們經(jīng)常遭受缺乏家庭監(jiān)測(cè)和護(hù)理的困擾。跟蹤患者日常生活的新型可穿戴設(shè)備（今天使用4G 無法實(shí)現(xiàn)），可讓此類患者無需去醫(yī)院就可以獲得更多個(gè)性化的監(jiān)控，以及遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)。

根據(jù)CB Insights 數(shù)據(jù)，到2025 年，遠(yuǎn)程醫(yī)療的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)到860 億美元。在機(jī)器人手術(shù)領(lǐng)域，5G 則極大地?cái)U(kuò)展醫(yī)生的能力，將關(guān)鍵和專業(yè)的護(hù)理服務(wù)帶給全世界的患者機(jī)器人手術(shù)在今天是可行的，特別是在人口稠密的城市地區(qū)，可以接入高速寬帶互聯(lián)網(wǎng)，但醫(yī)生通常必須與病人在同一手術(shù)室才能進(jìn)行手術(shù)。

通過低延遲和無波動(dòng)的長(zhǎng)距離通信，5G 可以實(shí)現(xiàn)在世界任何地方進(jìn)行手術(shù)操作。2019 年1 月，中國(guó)團(tuán)隊(duì)首次測(cè)試了5G 遠(yuǎn)程手術(shù)，在福建省切除了一個(gè)動(dòng)物的肝臟。在美國(guó)，拉什大學(xué)衛(wèi)生系統(tǒng)計(jì)劃與美國(guó)AT&T 公司合作，成為首批在醫(yī)院嘗試5G 連接的醫(yī)療機(jī)構(gòu)之一。

制造

制造業(yè)已經(jīng)開始采用人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來提高效率，改善數(shù)據(jù)收集，并構(gòu)建更好的預(yù)測(cè)分析能力。借助5G，制造商可以獲得更快、更可靠的數(shù)據(jù)收集和傳輸方式，還能獲得集成到工廠和工作流程中的各種傳感器和設(shè)備。

5G 技術(shù)的一個(gè)重大潛在改進(jìn)，是將AR 應(yīng)用于制造業(yè)。2018 年1 月，愛立信在愛沙尼亞塔林的工廠開始測(cè)試?yán)肁R 進(jìn)行故障排除。通過AR ，技術(shù)人員可以觀察到需要維修的部件，并在他們的視野范圍內(nèi)調(diào)出相關(guān)的原理圖和說明，大大縮短了維修所需時(shí)間。

愛立信還與飛機(jī)引擎制造商MTU Aero Engines，以及德國(guó)弗勞恩霍夫生產(chǎn)技術(shù)研究所合作，一起測(cè)試5G 技術(shù)。愛立信表示，這將可能為一家工廠節(jié)省約2700 萬歐元。

5G 技術(shù)最主要的一個(gè)好處是可以在同一基礎(chǔ)設(shè)施上運(yùn)行多個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)，從而自定義速度、覆蓋范圍和安全性（也稱為切片）。盡管運(yùn)行獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)的能力已經(jīng)存在，但切片可以更容易地根據(jù)制造過程調(diào)整它們，并提高適應(yīng)性。

在愛立信的塔林工廠，一名技術(shù)人員使用AR 技術(shù)修理電路板

根據(jù)Capgemini 在2019 年發(fā)布的一份報(bào)告，這項(xiàng)技術(shù)的普及程度很高，使得2/3 的工業(yè)公司準(zhǔn)備在兩年內(nèi)將其部署。盡管4G 的較高延遲和Wi-Fi 的低可靠性在今天限制了此類技術(shù)，但5G 能夠以高分辨率、傳輸視頻低延遲能力可能，使它具有更廣泛的可用性。

5G 的其他工業(yè)用途（根據(jù)AT＆T）包括：

△持續(xù)監(jiān)控設(shè)備性能

△機(jī)器視覺識(shí)別功能，可獨(dú)立確認(rèn)產(chǎn)品質(zhì)量

△預(yù)測(cè)分析以判斷并預(yù)警，某個(gè)零件何時(shí)將發(fā)生故障

汽車

特斯拉、谷歌和其他公司多年來，一直在研制第一輛真正意義上的全自動(dòng)駕駛汽車，它可以在任何環(huán)境中、沒有人工干預(yù)的情況下自主行駛。迄今為止，他們解決這個(gè)問題的主要方法是使用車載計(jì)算器和雷達(dá)來掃描車輛周圍的環(huán)境，并根據(jù)這些信息來決定車輛的下一步行動(dòng)。

包括高通、愛立信、華為和諾基亞在內(nèi)的公司，正把5G 和邊緣計(jì)算作為解決自動(dòng)駕駛汽車面臨的問題的潛在解決方案。5G 汽車協(xié)會(huì)（5GAA）于2016 年開始研究“從手機(jī)到汽車到一切”或C-V2X 技術(shù)。在C-V2X 系統(tǒng)中，自動(dòng)駕駛汽車不是單獨(dú)決定如何行動(dòng)，而是相互溝通，并與交通信號(hào)燈和建筑標(biāo)志等物理環(huán)境進(jìn)行通信交互，以安全有效地協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)軌跡。

該系統(tǒng)目前處于測(cè)試階段，但研究人員認(rèn)為，5G 有助于在未來實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)駕駛。根據(jù)電信咨詢公司Analysys Mason 數(shù)據(jù)，到2027年，在5G 環(huán)境下的汽車連接數(shù)量預(yù)計(jì)將達(dá)到9600 萬個(gè)。

5G 的可用性將意味著環(huán)境中傳感器的密度更大，數(shù)據(jù)從集中式服務(wù)器傳輸?shù)竭@些傳感器和車輛的速度更快。未來的自動(dòng)駕駛汽車平均每周可以產(chǎn)生多達(dá)200 萬兆字節(jié)的數(shù)據(jù)，而將所有這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到云端或區(qū)域服務(wù)器在今天的Wi-Fi 或4G 網(wǎng)絡(luò)下是不可行的。

零售

在過去幾年里，零售商在智能技術(shù)上投入重金，以幫助客戶更有效地購物和更快完成結(jié)賬，同時(shí)收集更多有關(guān)客戶體驗(yàn)的數(shù)據(jù)。從店內(nèi)分析到視覺識(shí)別驅(qū)動(dòng)的貨架監(jiān)控，所有這些都依賴或受益于大量數(shù)據(jù)傳輸、高吞吐量訪問背后的連接能力，這就是為什么5G 技術(shù)對(duì)零售商的運(yùn)營(yíng)有如此大的影響。

目前結(jié)合RFID 技術(shù)的“智能貨架”可以告訴商家提貨率與銷售額的比率，并顯示動(dòng)態(tài)價(jià)格。借助5G，配備傳感器的貨架可以確定產(chǎn)品的低庫存，讓配送中心補(bǔ)貨，并動(dòng)態(tài)監(jiān)控發(fā)貨和運(yùn)輸進(jìn)度。

AT&T 表示，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流動(dòng)，對(duì)于現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施來說壓力太大了。如今，絲芙蘭（Sephora）這樣的公司使用虛擬試妝技術(shù)，幫助店內(nèi)顧客在購買前了解自己的特定妝容，但該產(chǎn)品受到數(shù)據(jù)流限制。5G 技術(shù)消除了這些限制，有一天，我們可以使用AR 試穿想買的衣服，精確度可能會(huì)高到，很難把虛擬與現(xiàn)實(shí)區(qū)分開。

5G 也可能創(chuàng)造全新的購物體驗(yàn)，與今天的技術(shù)相比，那將是不可想象的：智能手機(jī)上的AR App 會(huì)在顧客進(jìn)入商店時(shí)觸發(fā)，并直接將其引導(dǎo)到貨架前。在無人零售店中，如Amazon Go，已經(jīng)為這些體驗(yàn)提供了物理基礎(chǔ)。

根據(jù)Adobe Digital Insights 數(shù)據(jù)，5G 技術(shù)帶來的連通性改善，到2021 年可能每年增加120 億美元的零售收入。

娛樂

?？怂购腿A納兄弟等媒體巨頭已經(jīng)開始探索使用5G 技術(shù)。5G 頻道將能夠提供超高質(zhì)量的流媒體直播。亞馬遜和Dish Network 已經(jīng)進(jìn)行聯(lián)合建設(shè)和支持5G 網(wǎng)絡(luò)的談判。

5G 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下的下載速度也將大幅提升，使得電影、游戲和電視劇下載只需幾秒鐘，這可能推動(dòng)從流媒體向移動(dòng)下載的轉(zhuǎn)變。根據(jù)2018 年英特爾/ Ovum 數(shù)據(jù)，到2028 年，更好的移動(dòng)連接預(yù)計(jì)將推動(dòng)全球移動(dòng)媒體收入達(dá)到每年4200 億美元。

5G 可能會(huì)對(duì)AR 和VR 產(chǎn)生更具變革性的影響。與傳統(tǒng)媒體相比，VR 和AR 應(yīng)用具有更高層次的視覺效果、分辨率和幀頻，因此需要更高的帶寬和更低的延遲，以便向觀眾傳輸行動(dòng)和視覺一致的體驗(yàn)。

典型的4G 連接有大約60ms 的延遲，這對(duì)于VR 體驗(yàn)來說太慢了，甚至在15ms 的時(shí)候也會(huì)變得混亂和不和諧。而5G 承諾的延遲在1ms～4ms 之間。

通過5G 實(shí)現(xiàn)更快的連接，對(duì)電子競(jìng)技和游戲行業(yè)來說也將是革命性的，因?yàn)樵谶@些行業(yè)，快速的響應(yīng)時(shí)間往往可以決定玩家的成功。根據(jù)英特爾/Ovum 的報(bào)告，到2028 年，移動(dòng)5G 游戲收入預(yù)計(jì)將達(dá)到1000 億美元。

能源

5G 可以幫助實(shí)現(xiàn)更具成本效益的能量傳輸。更快的連接速度使能源網(wǎng)得到更有效的管理，從而減少停機(jī)時(shí)間。例如，在停電的情況下，5G 驅(qū)動(dòng)的智能電網(wǎng)可以使用數(shù)據(jù)和傳感器快速檢測(cè)問題。這項(xiàng)技術(shù)還可能帶來更穩(wěn)定的能源供應(yīng)，因?yàn)楣?yīng)商將根據(jù)大量數(shù)據(jù)和智能傳感器，在電力分配方面做出更明智的決定。

在夏威夷可以看到這種智能電網(wǎng)的現(xiàn)實(shí)版本，在那里與Verizon 合作構(gòu)建的系統(tǒng)可以分析故障并監(jiān)控電表。Verizon 預(yù)計(jì)，隨著未來將繼續(xù)在美國(guó)推出其5G 網(wǎng)絡(luò)，該電網(wǎng)將變得更加高效。

更好的連接也對(duì)消費(fèi)端有好處。連接5G技術(shù)并配備傳感器的路燈，可以在路上沒有人或車輛時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，從而節(jié)約能源。根據(jù)埃森哲（Accenture）數(shù)據(jù)，在美國(guó)這種方式每年可節(jié)省高達(dá)10 億美元。

隨著5G 允許設(shè)備之間更好的實(shí)時(shí)連接，更多的家庭可能會(huì)配備智能電表。這些電表將能夠提供不同家用電器和設(shè)備的能源消耗情況，為業(yè)主提供更多的信息來管理他們的能源使用。Verizon 認(rèn)為，能源行業(yè)將是展示5G 潛力的關(guān)鍵領(lǐng)域，將成為5G 技術(shù)“最重要的測(cè)試案例”之一。

農(nóng)業(yè)

5G 為農(nóng)民提供在田間獲取更快、更準(zhǔn)確信息的機(jī)會(huì)，有助于增加作物產(chǎn)量，并更容易預(yù)防常見作物和野生動(dòng)物疾病。

SlantRange 等公司已經(jīng)在為農(nóng)民提供無人機(jī)服務(wù)，以便了解他們的作物。有了5G 連接，

5G 助力實(shí)現(xiàn)更高效的能源傳輸和管理

這樣的服務(wù)可以運(yùn)行得更加準(zhǔn)確。例如，自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)可能最終會(huì)使用5G 與無人機(jī)配對(duì)來指導(dǎo)工作，用作確認(rèn)農(nóng)田的哪些部分需要施肥。

隨著5G 技術(shù)的發(fā)展，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)有望取得重大進(jìn)展。對(duì)于資源密集型作物，需要監(jiān)測(cè)土壤健康等因素來幫助提高產(chǎn)量。使用目前的4G 網(wǎng)絡(luò)同步精準(zhǔn)耕種過程大約需要30 秒～60秒。約翰迪爾技術(shù)創(chuàng)新中心表示，有了5G ，這個(gè)過程可以縮短到不到1 秒。

金融服務(wù)

隨著移動(dòng)銀行和金融科技的發(fā)展，在過去的10 年里，金融服務(wù)正朝著更加個(gè)性化和便捷的方向發(fā)展。5G 將加速這一轉(zhuǎn)變，將銀行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)更普惠、更即時(shí)的過程。

由于可以支持多個(gè)應(yīng)用同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，移動(dòng)支付可以運(yùn)行得更快、更可靠。5G 允許移動(dòng)應(yīng)用程序在設(shè)備上保留更少的數(shù)據(jù)，從而使應(yīng)用程序更輕便，響應(yīng)速度更快。

一些行業(yè)人士押注5G 將為沒有實(shí)體分行的地區(qū)帶來更好的銀行服務(wù)。據(jù)報(bào)道，AT&T 正在為美國(guó)的銀行開發(fā)移動(dòng)分行，這些分行將使用5G 技術(shù)進(jìn)行連接。它們服務(wù)于音樂節(jié)、快閃店和銀行需求低的偏遠(yuǎn)地區(qū)。

銀行業(yè)在提供更個(gè)性化服務(wù)方面的努力，也可能會(huì)從5G 得到提振。例如，能夠提高人工智能能力的數(shù)據(jù)收集量，可以讓銀行為客戶提供量身定制的服務(wù)。

物流供應(yīng)鏈

通過讓數(shù)字通信更加普及，5G 技術(shù)有潛力改變供應(yīng)鏈的每一個(gè)環(huán)節(jié)。在倉庫中，5G 連接的設(shè)備與傳感器相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)更快的通信、收集更大數(shù)量的數(shù)據(jù)，以及對(duì)故障的更快響應(yīng)。

5G 技術(shù)在供應(yīng)鏈中的一個(gè)應(yīng)用是實(shí)時(shí)跟蹤和追蹤包裝或零部件。這種更好地跟蹤單個(gè)包裹的能力還可以簡(jiǎn)化受損貨物的保險(xiǎn)索賠。有了附加在包裹上的5G 傳感器，就可以更容易地監(jiān)控它們的狀態(tài)——包括溫度、濕度和位置等變量——這些信息可以幫助利益相關(guān)者識(shí)別哪里出了問題，并據(jù)此提出索賠。

DHL 等公司已經(jīng)在測(cè)試自動(dòng)配送，這是另一個(gè)可能從5G 連接中得到提升的領(lǐng)域。隨著越來越多的設(shè)備能夠接入同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，在密集地區(qū)部署更多的聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)駕駛汽車則成為可能。

關(guān)注四大驅(qū)動(dòng)力，為5G 鋪平道路

下面，我們會(huì)談到4 個(gè)主要的驅(qū)動(dòng)因素，它們將使5G 的廣泛采用成為現(xiàn)實(shí)，并且闡述它們將如何促進(jìn)5G 系統(tǒng)的部署和使用。

光纖基礎(chǔ)設(shè)施

雖然光纖網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)有時(shí)被認(rèn)為是相互競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)，但它們常常協(xié)同工作。在5G 的情況下，在無線運(yùn)營(yíng)商的推動(dòng)下，光纖需要達(dá)到幾Gbps 速度。數(shù)據(jù)大部分時(shí)間通過電線傳輸，無線天線通常完成最后幾公里的傳輸。這樣，光纖就充當(dāng)了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)系統(tǒng)。

通過光纖將數(shù)據(jù)中心連接到蜂窩天線（蜂窩塔或小型蜂窩），可以實(shí)現(xiàn)5G 近乎實(shí)時(shí)的速度。目前光纖基礎(chǔ)設(shè)施非常普遍，并被當(dāng)前的4G 系統(tǒng)所使用，但要支持廣泛使用的5G ，還需要更多的光纖基礎(chǔ)設(shè)施。

無線服務(wù)供應(yīng)商正在利用不同的戰(zhàn)略來擴(kuò)展他們的5G 網(wǎng)絡(luò)。例如，Verizon 正在尋求擁有自己的光纖基干線路 (連接底層基礎(chǔ)設(shè)施)。Verizon 與特種玻璃制造商Corning 和光纖供應(yīng)商Prysmian 合作設(shè)計(jì)和安裝5G 光纖電纜。2017 年4 月，Verizon 宣布與Corning 達(dá)成一項(xiàng)為期3 年的購買協(xié)議，在未來3 年里每年購買1240 萬英里的光纖。

另一方面，T-Mobile 租用“暗光纖”（未使用或未充分利用的光纖）來支持其小型區(qū)域的部署。雖然該公司沒有擁有屬于自己的光纖，但由于租用的回程線路大部分已經(jīng)安裝，它可以更快地提供5G 服務(wù)。

兩家運(yùn)營(yíng)商的目標(biāo)都是在2020 年進(jìn)一步推出5G 服務(wù)。T-Mobile 在2019 年底啟用了其在美國(guó)的5G 網(wǎng)絡(luò)，Verizon 計(jì)劃在基礎(chǔ)設(shè)施（包括光纖電纜）方面投資約180 億美元，以擴(kuò)大5G 等服務(wù)。

在向農(nóng)村地區(qū)擴(kuò)展之前，大多數(shù)5G 部署可能會(huì)先支持城市中心。然而，已經(jīng)普及光纖的地區(qū)，無論是城市或鄉(xiāng)村，可能是早期部署的候選地區(qū)。

小型基站部署

今天的無線數(shù)據(jù)大多是通過宏蜂窩傳輸?shù)?，也就是通常所說的手機(jī)信號(hào)塔。它們?yōu)闊o線連接奠定了基礎(chǔ)，可以為方圓64 千米內(nèi)的數(shù)千名移動(dòng)用戶提供服務(wù)。

雖然宏蜂窩基站繼續(xù)很好地服務(wù)于電信行業(yè)，但它們很難部署和維護(hù)。監(jiān)管審批、建設(shè)、供電和維護(hù)的成本，使得傳統(tǒng)的宏蜂窩基站成為無線連接的負(fù)擔(dān)。Small cells（microcells）正在做出越來越大的貢獻(xiàn)，它們服務(wù)的移動(dòng)用戶較少，但更容易安裝和維護(hù)，也更便宜、更節(jié)能。

“偽裝”成路燈的小基站

Small cells（小型基站）與宏蜂窩基站、其他小基站和單個(gè)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行無線通信。某些小型基站直接連接到光纜上，其他則為改善無線覆蓋范圍提供支持。在農(nóng)村地區(qū)，小基站可以幫助擴(kuò)大覆蓋面；在人口密集地區(qū)，它們可以加強(qiáng)連接能力。

一些最新的小型基站已經(jīng)出現(xiàn)在生活中，在洛杉磯，小基站已經(jīng)作為智能街燈的一部分被部署，以加強(qiáng)4G 網(wǎng)絡(luò)。在部署這些小型基站的同時(shí)，洛杉磯還為未來的5G 網(wǎng)絡(luò)安裝了一些必要的基礎(chǔ)設(shè)施。5G 網(wǎng)絡(luò)在短距離、暢通無阻的情況下效果最好，大量的小型基站將被要求服務(wù)于一個(gè)宏蜂窩所能覆蓋的相同區(qū)域。T-Mobile 已經(jīng)安裝了1.5 萬個(gè)小型基站，并計(jì)劃再安裝2.5 萬個(gè)。這些小型基站用作支持該公司在30 個(gè)城市推出5G 服務(wù)，包括洛杉磯、紐約和達(dá)拉斯。

高頻光譜的普及性

除了光纖基礎(chǔ)設(shè)施和小型基站部署，5G速度還需要極高頻率的無線電波，這些頻率需要在小半徑范圍內(nèi)才能成功通信。換言之，對(duì)無線覆蓋范圍、速度和日益增長(zhǎng)的消費(fèi)需求，要求在無線電波頻譜中使用新的波段。波段是無線電波頻譜上特定的頻率范圍，它們的頻率范圍從低（3kHz～30kHz）到高（30 GHz～300 GHz）。調(diào)幅 收音機(jī)使用中頻帶（300kHz～3 MHz），利用500kHz～1700 kHz（或1.7 MHz）之間的特定頻率。Wi-Fi 和藍(lán)牙使用的是超高頻頻段（330 MHz～3 GHz），利用的是2.4 GHz 的特定頻率。許多移動(dòng)設(shè)備都設(shè)計(jì)為在2.4 GHz和5 GHz 頻率下進(jìn)行Wi-Fi 通信。

雖然更高的頻率能帶來更快的數(shù)據(jù)傳輸，但它們無法通過某些特定環(huán)境、結(jié)構(gòu)。例如，衛(wèi)星電視通常使用13GHz～18 GHz 之間的頻率，這要求傳輸環(huán)境沒有阻礙物，以防止信號(hào)干擾或終端，暴雨或者茂密的樹木，都會(huì)影響觀看質(zhì)量。對(duì)于大多數(shù)5G 網(wǎng)絡(luò)，將使用超高（3GHz～30 GHz）和極高（30GHz～300 GHz）頻段來實(shí)現(xiàn)無線運(yùn)營(yíng)商承諾的速度。24 GHz 和86 GHz 之間的頻率備受歡迎。

在室內(nèi)使用固定無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)5G

盡管5G 的高頻率要求比較空曠的視線，但“固定無線”允許建筑物和家庭內(nèi)的覆蓋，無需使用電纜或線路。固定的無線天線被放置在房屋和建筑物的頂部，以便與附近的小型基站或宏蜂窩塔進(jìn)行通信。這些天線可以通過光纖連接到內(nèi)部的微蜂窩或飛蜂窩，用于向室內(nèi)的少量移動(dòng)用戶轉(zhuǎn)播無線覆蓋。無線信號(hào)也可以通過特殊設(shè)計(jì)的調(diào)制解調(diào)器和Wi-Fi 路由器轉(zhuǎn)換成傳統(tǒng)的Wi-Fi 。

將蜂窩信號(hào)轉(zhuǎn)換為Wi-Fi 的能力，可能使無線運(yùn)營(yíng)商能夠與Comcast 和時(shí)代華納等傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商競(jìng)爭(zhēng)。已經(jīng)為家庭和企業(yè)提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)的Verizon ，于2018 年在少數(shù)幾個(gè)城市推出了固定5G 無線服務(wù)。這些服務(wù)將提供一種替代光纖傳輸?shù)慕尤敕椒?，同時(shí)保持相同的速度。該公司正在與三星合作開發(fā)其固定無線5G 路由器，該路由器將轉(zhuǎn)換無線5G 信號(hào)，并支持Wi-Fi 兼容性。

AT&T 最初對(duì)固定無線業(yè)務(wù)的機(jī)會(huì)表示懷疑，但在2018 年9 月宣布，將在2019 年底之前開始推出固定無線業(yè)務(wù)。Verizon 和AT&T 都在與三星合作，為他們的5G 發(fā)布提供關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。另一方面，像Google 這樣的公司可能會(huì)開始建設(shè)移動(dòng)5G 網(wǎng)絡(luò)，利用Webpass 業(yè)務(wù)（2016 年收購）中安裝的固定無線資產(chǎn)數(shù)量構(gòu)建移動(dòng)5G 網(wǎng)絡(luò)。歸根結(jié)底，固定無線技術(shù)尚處于早期發(fā)展階段。

采用5G 的障礙

盡管5G 服務(wù)變得越來越普遍，但這項(xiàng)技術(shù)仍有很多障礙需要克服。一個(gè)主要的障礙是網(wǎng)絡(luò)提供商將需要安裝大量新的、昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施。另一個(gè)挑戰(zhàn)是范圍。相比4G ，5G 通常依靠高頻波來獲得速度優(yōu)勢(shì)，但這也需要更短的波長(zhǎng)，從而縮短了5G 攜帶有用信號(hào)的距離。5G 信號(hào)的傳輸距離相對(duì)較短，網(wǎng)絡(luò)提供商將需要部署更多的天線和基站，以確保覆蓋范圍。

所有這些額外的基礎(chǔ)設(shè)施將為網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商帶來高昂的前期成本。根據(jù)Heavy Reading 數(shù)據(jù)，到2023 年，全球網(wǎng)絡(luò)提供商預(yù)計(jì)每年將在5G 網(wǎng)絡(luò)部署上花費(fèi)880 億美元。5G 部署也存在一些安全和隱私問題。除了擔(dān)心受損的5G基礎(chǔ)設(shè)施可能會(huì)產(chǎn)生間諜活動(dòng)的可能性外，隨著對(duì)底層流程進(jìn)行更徹底的審查，新網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)為漏洞創(chuàng)造機(jī)會(huì)。安全研究人員在2018 年發(fā)現(xiàn)5G 安全協(xié)議（即身份驗(yàn)證和密鑰協(xié)議（AKA））存在缺陷，在某些情況下可能被用來竊取敏感信息。

5G 的下一步是什么？

眾多無線運(yùn)營(yíng)商計(jì)劃在明年提供5G 服務(wù)，因此整個(gè)電信行業(yè)都在努力利用向更高無線頻率轉(zhuǎn)變：去年末，高通推出了支持驍龍（Snapdragon）5G 芯片，旨在2020 年為高端智能手機(jī)提供動(dòng)力。

Verizon 于2018 年底在4 個(gè)城市推出了首個(gè)5G 寬帶互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，目前計(jì)劃到2020 年底在60 個(gè)美國(guó)城市提供5G 服務(wù)。2018 年，AT&T 在十幾個(gè)城市推出了5G 移動(dòng)熱點(diǎn)，并計(jì)劃在2020 年開始部署獨(dú)立的5G 網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)不使用4G 的任何功能。Sprint 于2019 年5月在美國(guó)4 個(gè)城市推出了5G 網(wǎng)絡(luò)，目前已將5G 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到9 個(gè)城市。像Zayo 這樣的公司正在幫助鋪設(shè)必要的光纖來支持5G，而像Siklu 這樣的公司正在提供固定無線天線和小型基站。5G 設(shè)備制造商在也扮演著更重要的角色：設(shè)備制造商需要擴(kuò)大覆蓋范圍，而無線網(wǎng)絡(luò)則需要越來越多的兼容設(shè)備。

新技術(shù)很可能會(huì)影響設(shè)備的設(shè)計(jì)。目前有一些原型機(jī)，但制造商可能需要一段時(shí)間才能在美學(xué)上恰當(dāng)?shù)貙⑿碌?G 天線整合到移動(dòng)設(shè)備中。但隨著如此多的公司致力于將這項(xiàng)技術(shù)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，消費(fèi)者應(yīng)該會(huì)在不久的將來看到一系列支持5G 的設(shè)備。一旦運(yùn)營(yíng)商在幾個(gè)城市啟動(dòng)5G ，兼容的手機(jī)很快就會(huì)問世。

雖然5G 服務(wù)可能會(huì)在明年開始變得更加普及，但4G 仍將是幾個(gè)少數(shù)人口稠密城市以外的默認(rèn)標(biāo)配。5G 的廣泛覆蓋可能需要10 年以上的時(shí)間，至于5G 更廣泛的工業(yè)應(yīng)用，估計(jì)將在2020 年開始應(yīng)用。（摘自美《深科技》）