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5G到底是啥?

2018-07-17 15:37:05  來源:西部網(wǎng)  


[摘要]“在家不能沒有網(wǎng)絡,出門不能忘帶手機”已成為很多人的共同感受?;ヂ?lián)網(wǎng)改變了世界,移動互聯(lián)網(wǎng)給人們帶來了更多的便捷,更多的需求也提出了更高的要求,更高速、更便捷、更強大、更便宜……這促使移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)突飛猛進,當4G被人們廣泛使用時,5G時代很快就要來到了。
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  “在家不能沒有網(wǎng)絡,出門不能忘帶手機”已成為很多人的共同感受?;ヂ?lián)網(wǎng)改變了世界,移動互聯(lián)網(wǎng)給人們帶來了更多的便捷,更多的需求也提出了更高的要求,更高速、更便捷、更強大、更便宜……這促使移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)突飛猛進,當4G被人們廣泛使用時,5G時代很快就要來到了。

1G到5G的發(fā)展

  從誕生至今,移動通信技術(shù)已經(jīng)先后經(jīng)歷了1G、2G、3G、4G等階段。1G只能應用在一般語音傳輸上,且語音品質(zhì)低、信號不穩(wěn)定、涵蓋范圍也不夠全面。當?shù)谝淮苿油ㄐ畔到y(tǒng)在國內(nèi)剛剛建立的時候,很多人手中拿的是“大哥大”。隨著新的通信技術(shù)成熟,從1G跨入2G,也從模擬調(diào)制進入到數(shù)字調(diào)制,相較而言,第二代移動通信具備高度的保密性,系統(tǒng)的容量也在增加,同時從這一代開始手機也可以上網(wǎng)了。2G聲音的品質(zhì)較佳,比1G多了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆眨钤绲奈淖侄绦乓矎拇碎_始。隨著人們對移動網(wǎng)絡的需求不斷增大,第三代移動通信網(wǎng)絡在新的頻譜上制定出新的標準,享用更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。在3G之下,有了高頻寬和較穩(wěn)定的傳輸,影像電話和大量數(shù)據(jù)的傳送更為普遍,移動通信有更多樣化的應用,平板電腦也是在這個時候出現(xiàn)的。再到如今廣泛使用的4G,數(shù)據(jù)傳輸速率進一步提高,集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像和數(shù)據(jù)。

  在移動通信領域,第一代是模擬技術(shù);第二代實現(xiàn)了數(shù)字化語音通信;第三代是人們熟知的3G技術(shù),以多媒體通信為特征;第四代4G其通信速率大大提高,標志著進入了無線寬帶時代。如果說從1G到2G是由模擬到數(shù)字的革命,2G到3G是數(shù)字到數(shù)據(jù)通信的革命,3G到4G主要是速率和容量的提升,4G到5G則是應用場景的革命。5G有三大應用場景,分別是高速率、大連接和低時延高可靠。也就是說,無線通信不再單純是人與人、人與網(wǎng)絡的通信,而是將滲透到各種垂直行業(yè)。面向的是物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、虛擬現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)云端運算等領域。5G時代,將是無線通信與各種行業(yè)應用相互結(jié)合、互相促進、互相聯(lián)通的時代。

什么是5G

  隨著萬物互聯(lián)概念的提出,對于通信流量速度上的要求也越來越高。按照專業(yè)普遍的說法就是,5G是第五代移動電話行動通信標準,也稱第五代移動通信技術(shù),其服務的對象從過去的人與人通信,增加了人與物、物與物的通信。5G中的“G”是英文“Generation”的縮寫,代表通信技術(shù)發(fā)展的時代,從字面來解讀5G就是第五代移動通信技術(shù),就好像大家所熟知的4G是第四代移動通信技術(shù)一樣。

5G的速度有多快

  5G網(wǎng)絡帶給人們的第一感受就是“快”。5G與4G的速度不在一個數(shù)量級上,舉個例子,用4G網(wǎng)絡下載一部高清電影可能需要10分鐘左右的時間,用5G網(wǎng)絡可能只需要1分鐘以內(nèi)就可以搞定。正是因為有速度上的優(yōu)勢,所以未來5G網(wǎng)絡不僅僅會應用在手機通信上,還會大規(guī)模應用于無人駕駛汽車、物聯(lián)網(wǎng)等需要高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屡d領域。

  通過終端測試和視頻上網(wǎng)觀看,5G超高速帶寬是目前4G的10倍以上,5G帶寬給用戶帶來的互聯(lián)網(wǎng)應用效率和感知如“瞬時而過”。5G數(shù)據(jù)傳輸速度最終可以達到驚人的800Gbps,比目前測試的最新技術(shù)快100倍。800Gbps是什么概念,三星曾在2013年宣布正在測試1Gbps運行的5G網(wǎng)絡,1Gbps意味著不到半分鐘便可下載一部高清電影,而800Gpbs速度相當于1秒鐘可以下載33部高清電影。

5G的低時延性

  5G改變的不僅僅是網(wǎng)速,和4G相比,5G還具備高性能、低時延和高容量等優(yōu)點。目前,我們所使用的4G網(wǎng)絡對于對實時性要求較高的智能交通、虛擬現(xiàn)實、遠程醫(yī)療、工業(yè)控制等顯得有些力不從心,但5G網(wǎng)絡的出現(xiàn),將會使時延降到更低。低時延的特點,對于電子游戲玩家來說,能給他們帶來好的游戲體驗,如果通過5G用手機打?qū)崟r類對戰(zhàn)游戲時,游戲時延將大大降低。當醫(yī)生通過5G網(wǎng)絡進行遠程醫(yī)療時,需要遠程的醫(yī)療設備對醫(yī)生發(fā)出的指令作出實時反饋。在執(zhí)行復雜的命令時,正在工作的機器人更需要與醫(yī)生實現(xiàn)無縫“溝通”,這就需要極致的時間延遲要求,5G的低時延使之成為可能。5G網(wǎng)絡的可靠性相當于光纖連接,能夠保證突然中斷情況不再出現(xiàn)。這對安全至關重要,無論是遠程手術(shù),還是智能交通都要求網(wǎng)絡不能關鍵時刻掉鏈子。

5G為什么這么快

  5G所采用的頻率是遠高于4G網(wǎng)絡的。而頻率越高,帶寬就越寬。帶寬加寬,就可以使單位時間的數(shù)據(jù)傳輸量得到大幅度提升,進而帶來超高速的傳輸速率。通俗地說,可以將帶寬理解為車道,傳輸速率理解為最大車流量,帶寬增加相當于增加車道數(shù),車道數(shù)增加后最大車流量自然提升。

  5G之所以快,原因之一在于其信號傳輸采用了毫米波技術(shù)。所謂毫米波指波長在1—10毫米的電磁波,其頻率大約在30GHz—300GHz之間。它位于微波與遠紅外波相交疊的波長范圍,因而兼具兩種波普的特點。從理論上講,毫米波是光波向低頻的發(fā)展與微波向高頻的延伸。由于毫米波的獨有特性,使其在傳播時不易受到自然光和熱輻射源的影響。在網(wǎng)絡技術(shù)傳輸方面,毫米波尚不能單獨使用,需與其他技術(shù)結(jié)合形成疊加型網(wǎng)絡,共同實現(xiàn)對網(wǎng)絡信號的傳輸功能。

5G將帶來的改變

  我們可以通過VR獲得360度全角度的虛擬現(xiàn)實體驗,仿佛身臨其境,由于網(wǎng)絡帶寬不足、網(wǎng)絡延遲高,導致視頻卡頓、畫面質(zhì)量差等情況。而5G的到來恰恰解決了這些問題,高帶寬允許和低延遲,保證了大量數(shù)據(jù)的輸送。

  目前,我們所使用的4G網(wǎng)絡,端到端時延的極限是50毫秒左右,還很難實現(xiàn)遠程實時控制。但如果在5G時代,端到端的時延只需要1毫秒,足以滿足智能交通乃至無人駕駛的要求。現(xiàn)在的4G網(wǎng)絡,并不支持這樣海量的設備同時連接網(wǎng)絡,它只支持數(shù)量不多的手機接入,而在5G時代,1平方公里內(nèi)甚至可以同時有100萬個網(wǎng)絡連接,它們大多都是各種設備,獲知道路環(huán)境,提供行車信息,分析實時數(shù)據(jù)、智能預測路況……通過它們,駕駛員真正360度無死角地了解自己與周邊的車輛狀況,遇到危險也可以提前預警,甚至實現(xiàn)無人駕駛。

什么時候能用上5G

  據(jù)央視報道,目前我國正在進行5G商用前的最后一階段測試,中國通信企業(yè)已率先完成室內(nèi)和室外5G性能測試,單個終端速度達到3G比特每秒,整個小區(qū)傳輸速率超過10G比特每秒,能實現(xiàn)在車輛高速行駛狀態(tài)下同時傳送16路高清視頻。

  2018世界移動大會期間,國內(nèi)三大電信運營商在這次展會上集體宣布了5G發(fā)展戰(zhàn)略,這意味著5G商用進入沖刺階段。中國移動目前正在進行的是在上海、杭州、武漢等五個城市的規(guī)模實驗,每個實驗點建設的基站數(shù)是100個左右,預計通過規(guī)模實驗得到一些商用的經(jīng)驗,面向2020年的商用的目標來推進。

  中國聯(lián)通目前在16個城市進行600個實驗站的部署實驗,在2019年將進行應用實驗和試商用,2020年將進行正式商用。中國聯(lián)通作為2022年北京冬奧會合作伙伴還將首次在冬奧賽事通信保障和直播中啟用5G。

  中國電信發(fā)布《中國電信5G技術(shù)白皮書》,《白皮書》提出了中國電信5G網(wǎng)絡演進的總體策略4G將與5G網(wǎng)絡長期并存,5G網(wǎng)絡的發(fā)展應充分利用中國電信固網(wǎng)資源,發(fā)揮接入光纜網(wǎng)及機房等基礎設施方面的優(yōu)勢,構(gòu)建固移(固定網(wǎng)和移動網(wǎng))融合的網(wǎng)絡。

編輯: 孫璐瑩

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