5G將在很多方面改變我們身處的環(huán)境，進而改變我們的生活

關于新一代無線通信技術，即5G的到來，通信界有一個普遍共識，那就是5G將在很多方面改變我們身處的環(huán)境，進而改變我們的生活。雖然，業(yè)界非常希望5G早日成為現(xiàn)實，不過在5G建設中的困難是不得不正視的問題。自從5G技術獲得討論開始，它便被認為是一項重要的基礎技術，將為自動駕駛汽車、AR／VR、以及遠程醫(yī)療等領域帶來強大的動力。

5G是什么？

5G是第五代蜂窩技術，有望大大提高無線網(wǎng)絡的速度、覆蓋率和響應能力。那么，5G的速率到底有多快？要比一般的蜂窩連接速率快10到100倍，甚至比在家里使用的物理光纜所能獲得的速度還要快。

只是速度的問題嗎？

當然不是，5G的一個關鍵的好處就是低延遲。延時是指當你點擊一個鏈接，或者開始在手機上播放視頻，將請求發(fā)送到網(wǎng)絡，以及網(wǎng)絡響應并提供網(wǎng)站頁面，或開始播放視頻之間的響應時間。5G網(wǎng)絡能夠大大縮短響應時間，大幅提升用戶體驗。

在當前網(wǎng)絡中，這種延遲時間可以持續(xù)大約20毫秒。這看起來似乎并不多，但在5G環(huán)境下，延遲會減少到1毫秒，也就是普通相機完成閃光燈所用的時間。這種響應能力對于一些事情來說至關重要，比如在虛擬現(xiàn)實中玩一場激烈的電子游戲，或者身處上海的外科醫(yī)生通過遠程控制一對機械手臂在北京進行手術，不過延遲仍然會受到連接范圍的影響。實際上，這種高速連接意味著自動駕駛汽車有了實時溝通的方式。

5G是如何工作的？

5G最初使用的是超高頻頻譜，它的頻譜范圍較短，容量比較高，可以為在線接入提供巨大的管道。但考慮到信號的范圍和干擾問題，運營商開始探索低頻段，目前網(wǎng)絡中使用的這種類型，可以幫助5G通過更遠距離、墻壁和其他障礙物。這樣做導致的結果是，雖然運營商們最初承諾的速度將不會很快實現(xiàn)，但這仍將是4GLTE在技術上的一大進步。

5G還有其他好處嗎？

5G網(wǎng)絡設計可以用于連接比傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡多得多的設備。你一定聽說過物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢？5G可以驅(qū)動你周圍的多個設備，不論是你家狗狗的項圈，還是家里的冰箱。5G網(wǎng)絡還可以專門用于處理企業(yè)使用的設備，比如農(nóng)用設備或自動取款機。除了速度之外，它還可以在不需要固定連接的連接產(chǎn)品上以不同的方式工作，比如肥料傳感器。這種低功耗掃描儀被設計成可以在同一個電池上工作10年，并且仍然能夠定期發(fā)送數(shù)據(jù)。

新的5G技術有什么缺點呢？

高頻頻譜在容量和速度上是實現(xiàn)大幅提升的關鍵所在，但也帶來了缺點。高頻頻譜的傳輸范圍并不大，尤其是遇到樹或建筑物之類的障礙物時。因此，運營商將不得不在任何接收5G信號的區(qū)域部署更多的小型蜂窩無線電臺，這些電臺被創(chuàng)造性地命名為“小蜂窩”。

但是，這存在一個潛在的問題?？赡軙菒滥男┎幌胱屖謾C靠近他們的人。考慮到潛在的健康風險，它們最終可能成為一些用戶的眼中釘，可能會遭到一些反對。使用低頻頻段的運營商們只需要設置更少的蜂窩電臺就可以擺脫，但5G肯定會要求運營商進一步構建自己的網(wǎng)絡。

關于5GNR

5G是顯而易見的，但是NR代表的是新的無線電，它是標準的名字，整個無線產(chǎn)業(yè)都在支持它。2018年6月14日，華為、三星等企業(yè)發(fā)布新聞公報稱，國際標準組織“第三代合作伙伴計劃”3GPP全體會議已批準第五代移動通信技術5G NR的獨立組網(wǎng)標準，但要在12月才能正式出來。

這很重要，因為這意味著當涉及到他們的移動5G網(wǎng)絡時，每個人都站在同一條戰(zhàn)線上。美國電話電報公司AT＆T和T－Mobile等運營商在建設自己的網(wǎng)絡時都在跟蹤5G NR。但在5G標準獲得批準之前，威瑞森就開始測試5G作為寬帶替代服務，目前還沒有使用這個標準。該公司表示，其寬帶服務最終將采用5G NR，并計劃將NR用于5G移動網(wǎng)絡。

關于毫米波

所有蜂窩網(wǎng)絡都使用無線電波在空中傳輸數(shù)據(jù)，而標準網(wǎng)絡則使用700兆赫這樣的低頻頻段的頻譜。一般來說，頻帶或頻率越高，你能達到的速度就越快。然而，更高頻率的結果是更短的范圍。

要達到如此高的5G速度，你需要非常高的頻譜。毫米波的范圍在24千兆赫和100千兆赫之間。超高頻的問題是，除了短距離之外，它還相當挑剔——一片樹葉吹錯了方向，就會受到干擾。忘記像圍墻這樣的障礙。電信運營商們正在嘗試使用軟件和廣播技巧來解決這些問題，并確保穩(wěn)定的連接。

小基站

傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡覆蓋通常來自布滿不同無線電和天線的巨型發(fā)射塔。這些天線能夠遠距離地廣播信號，所以并不需要很多天線。5G的小型基站正好相反——背包大小的小基站可以掛在路燈、電線桿、屋頂或其它地方。他們只能在小范圍類內(nèi)發(fā)射5G信號，所以5G建設的想法是在密集的網(wǎng)絡中散布大量5G信號。

有些城市已經(jīng)有了這種密集的網(wǎng)絡，但如果走出都市區(qū)，這些小型單元就會成為更大的挑戰(zhàn)。

Sub－6GHz

考慮到真正的高頻段頻譜會帶來許多麻煩，有一個運動是在一個低得多的頻率，或任何低于6GHz的頻率。另外一個好處是，運營商可以使用他們已經(jīng)擁有的頻譜來接入5G網(wǎng)絡。這就是為什么你看到越來越多的載波采用更低的頻譜。

但較低的頻譜有相反的問題：當它到達很遠的距離時，它的速度和容量與毫米波頻譜不同。最理想的是運營商將兩者結合起來使用。

千兆LTE

作為5G的前身，你會聽到更多關于千兆LTE的消息。最終，在現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡上，速度將大大提高。但建設千兆LTE網(wǎng)絡的工作為5G網(wǎng)絡奠定了基礎。

MIMO

多輸入多輸出的縮寫?；旧希褪前迅嗟奶炀€塞到我們的手機和蜂窩基站上。你總可以有更多的天線。它們可以接入速度更快的千兆位LTE網(wǎng)絡，各家公司也在部署所謂的4x4 MIMO（4個天線安裝在一部手機上）。

載波聚合

無線運營商可以將不同頻段的無線電頻率組合在一起，這樣像三星Galaxy S8這樣的手機就可以選擇最快速、最不擁擠的一款。把它想象成一條三車道的高速公路，這樣汽車就可以根據(jù)哪條車道的交通流量更少來進進出出。

QAM

這是一個高度技術性的術語，它代表正交調(diào)幅。您需要知道的是，它允許流量以不同于載波聚合或MIMO的方式快速移動。好比上面所說的高速公路的比喻，有了256個QAM，你就有了載著數(shù)據(jù)的大型拖拉機拖車，而不是微型汽車。MIMO、運營商聚合和QAM已經(jīng)在進軍4G網(wǎng)絡，但在5G領域也發(fā)揮著重要作用。

波束形成

這是一種將5G信號定向到特定方向的方法，可能會為您提供自己的特定連接。Verizon一直在使用毫米波波譜的波束形成技術，繞過墻壁或樹木等障礙物。

未經(jīng)授權的頻譜

蜂窩網(wǎng)絡都依賴于所謂的許可頻段，他們擁有并從政府購買。但是，5G技術的發(fā)展帶來了這樣一種認識，即在保持廣泛的覆蓋范圍方面，還沒有足夠的頻譜。因此運營商們轉向了無照頻段，類似于我們的Wi－Fi網(wǎng)絡所依賴的那種免費無線電波。

網(wǎng)絡分段

這是一種能夠分割出單個頻譜的能力，以提供特定設備所需的連接。例如，同樣的蜂窩基站可以提供低功耗、慢速連接你家水表傳感器的功能，同時提供更快、更低延遲的連接，連接到正在實時導航的自動駕駛汽車。