5G革命要來了 這些功課不做怎麽能行

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下一代無線技術被適切地稱作5G，即將商業化部署。這一技術有望永遠改變我們的生活。

至少，無線行業是這樣說的。它真的希望5G大獲成功。

自三年前Verizon表示將成為第一家進行5G現場測試的大型電信公司以來，對這項技術的炒作越來越厲害。它被稱為基礎技術，將推動自動駕駛汽車、流媒體、擴增實境以及遠程手術等遠程醫療領域的發展。

但到底5G是什麽呢？為什麽它讓人們如此興奮？本文將詳細分析下一代無線技術不僅僅只是數據傳輸速率的提升，以及我們應該為之興奮的原因。

5G是 什麽？

它是下一代（第五代）蜂窩技術，有望大大提高無線網絡的數據傳輸速率、覆蓋範圍和響應能力。它的數據傳輸速率有多快？是標準蜂窩連接的10至100倍，甚至比家用光纖連接的數據傳輸速率還要快。（用戶可以在數秒鐘內下載一季的《怪奇物語》（Stranger Things）電視劇。

只是數據傳輸速率的提升？

並非如此！其中一個主要好處被稱為低延遲。讀者會大量聽到這個詞。延遲指的是，用戶在手機上單擊鏈接或開始播放流媒體影片，將請求發送給網絡，與網絡做出響應並向用戶發布網站資訊或開始播放影片之間的響應時間。

當前網絡的延遲時間可長達約20毫秒。這段時間看起來並不長，但對於5G，延遲將收窄至1毫秒，大約相當於普通相機閃光燈完成一次閃光所需的時間。

響應能力對於在虛擬現實環境中玩激烈的影片遊戲，或者身在紐約的外科醫生控制在舊金山實施手術的一對機器人手臂等這樣的任務至關重要。

工作原理

5G最初使用超高頻頻譜，其作用距離更短，但網絡容量更大，可以為網絡訪問提供更高的帶寬。但考慮到傳輸距離和干擾問題，運營商正在開始探索頻率更低的頻譜——與當今網絡使用的頻譜相同，以幫助使5G信號傳輸到更遠的距離，穿過牆壁和其他障礙物。

還有其他好處嗎？

是！5G網絡旨在連接比傳統蜂窩網絡更多的設備。讀者可能一直在聽說物聯網趨勢？5G可為讀者周圍的多種設備提供網絡連接，其中包括狗項圈和冰箱。

5G網絡的設計目標之一是為企業使用的設備提供網絡連接，如農場設備或ATM機。除數據傳輸速率之外，它還可以為不需要恆定連接的聯網設備提供網絡連接，例如肥料傳感器。這類低功耗傳感器設計目標是，更換一塊電池使用10年時間，並能夠定期發送數據。

5G聽起來很好，但它何時問世？

Verizon計劃今年10月推出全球首款“5G”服務。

這項服務不是移動服務，而是固定寬頻服務的替代品。安裝人員需要安裝可以接收5G信號的特殊設備，並使其成為家庭中的WiFi連接，供其他設備訪問。

關於該服務是否可以被稱為5G還存在一些爭議，因為它沒有使用業界公認的標準。Verizon希望率先推出5G服務，但它將使用自己的專有技術。Verizon認為其5G服務的數據傳輸速率在300 Mbps至1Gbps，這使得其“5G”名稱名符其實。Verizon競爭對手，甚至是芯片廠商高通的專家都對這一說法提出異議。

Verizon 5G服務的地理覆蓋範圍極其有限，隻局限於洛杉磯、薩克拉門托、印第安納波利斯和達拉斯的特定社區。

移動5G怎麽樣？

Verizon表示將在明年推出移動5G服務。AT＆T看起來似乎是第一家推出真正移動5G服務的運營商，它計劃今年在12個市場推出5G服務。

與Verizon的服務一樣，預計AT＆T在這些城市推出5G服務的地理覆蓋範圍也極為有限。

此外，目前市場上還沒有5G手機在銷售，因此，用戶最初將只能購買可以接入這些網絡的無線熱點設備。

沒有5G手機？現有智能手機不能訪問5G網絡嗎？

抱歉，不可以。5G技術需要一組尚未推出的特定天線。Sprint表示計劃明年推出第一款由LG生產的5G手機。

預計5G智能手機將在明年上半年推出。

明年5G會有多普及？

讀者很有可能可以用上5G服務（一旦有了兼容手機），但它的地理覆蓋範圍仍然有限。

T-Mobile表示，它明年將在30個城市推出5G服務，而Sprint則將在六個城市推出5G服務。

不過，讀者沒必要覺得自己需要馬上購買一部5G智能手機。5G服務可能要在2020年或之後才能廣泛普及。

5G術語表

本文將介紹常用的5G術語，讀者在需要時可以向親朋好友賣弄一下哦。

5G NR 

5G含義顯而易見，但“NR”代表New Radio（新無線電）。除它是整個無線行業採用的標準名稱之外，我們無需對它有過多了解。它去年12月剛剛頒布。

5G NR很重要，因為它意味著所有廠商在移動5G網絡上達成共識。AT＆T和T-Mobile等運營商在建立網絡時遵循5G NR。Verizon在該標準獲得批準之前就已開始測試作為寬頻替代服務的5G網絡，不過它沒有採用該標準。Verizon表示最終將在寬頻服務中採用5G NR，並打算在5G移動網絡中也採用這一標準。

毫米波

所有蜂窩網絡都利用無線電波，隔空傳輸數據，標準網絡使用頻率較低（如700兆赫茲）的頻譜。通常，頻段越高，網絡數據傳輸速率也就越高。然而，採用更高頻率的負作用，是更短的傳輸距離。

為了達到5G高得離譜的數據傳輸速率，我們需要頻率非常非常高的頻譜。毫米波頻率範圍介於24千兆赫和100千兆赫。

除傳輸距離短之外，頻率超高的頻譜問題還在於它非常容易受到干擾。Verizon等公司正在開發相關技術，利用軟體和電波傳播技巧克服這些不足，確保連接的穩定。

亞6GHz

鑒於真正的高頻頻譜問題多多（參見“毫米波”部分），目前業界出現了採用低得多的頻率或低於6GHz頻譜的趨勢。這種趨勢的一個好處是，運營商可以利用它們現有的頻譜提供5G網絡服務。例如，T-Mobile有一個600MHz的頻譜，計劃把它用於部署5G服務。如果不採用亞6GHz頻譜，這是不可能的。

這就是為什麽有更多運營商採用頻率更低頻譜的原因。

但是，頻率較低的頻譜並非就沒有任何問題：雖然傳輸距離較遠，但其傳輸速率和帶寬無法與毫米波媲美。

未來運營商理想的選擇是混合使用兩種頻譜。

千兆LTE

許多消息都稱千兆LTE是5G的先驅。最終，現有LTE網絡的數據傳輸速率要高得多。但是，建設千兆LTE網絡將為5G奠定基礎。

多輸入多輸出

多輸入、多輸出的首字母縮寫。基本上，這一技術就是在手機和信號塔中部署更多天線。無線通信設備中的天線會越來越多，它們為數據傳輸速率更快的千兆LTE網絡提供支持，手機廠商正在部署所謂的4x4 MIMO，即手機中安裝有四個天線。

載波聚合

無線運營商可以利用不同頻段並將它們綁定在一起，因此，三星Galaxy S8等手機可以挑選速率最快、最不擁擠的頻段。我們可以把這一技術想象成一條三車道高速公路，汽車可以根據每個車道上的車流情況切換車道。

QAM

這是一個非常技術範兒的術語，我甚至懶得解釋其細節。它的意思是正交振幅調製。

讀者需要了解的是，它允許數據以不同於載波聚合或MIMO的方式快速傳輸。還記得高速公路比喻嗎？採用256 QAM，就相當於利用大型拖車而非小汽車傳輸數據。MIMO、載波聚合和QAM已經被應用在4G網絡中，但它們也將在5G中發揮重要作用。

波束成型

這是一種在特定方向上傳輸5G信號的方式，可能會為用戶提供特定連接。Verizon一直在對毫米波使用波束成型技術，繞過牆壁或樹木等障礙物。

未授權頻譜

蜂窩網絡都依賴於授權頻譜，移動運營商向政府購買，並擁有這些頻譜。

但轉向5G網絡時人們發現，缺乏足夠的頻譜提供廣泛的覆蓋範圍。因此，運營商正在轉向使用未授權頻譜，類似於我們的WiFi網絡所依賴的那類免費頻譜。

網絡切片

這是分出少量頻譜，向特定設備提供它們所需連接的能力。例如，相同的信號塔可以為家庭中聯網水表的傳感器提供連接，同時為實時導航的自動駕駛汽車提供更快、延遲更低的連接。

原文來源：CNET