我們這一代人的生活，變化實在是太快了。撥號上網(wǎng)仿佛還在昨天，今天就要迎來 5G 時代了。

本文來自“科普中國”，首發(fā)于“企鵝科學”公眾號

那么，5G 到底是個啥?對我們又有啥好處?

什么叫 5G?

5G 的 G 是英文 Generation 的縮寫，也就是“世代”的意思。說白了，5G 就是：

它就跟大哥大變成智能手機，DOS 系統(tǒng)變 Win10，綠皮車變復興號一樣，都是一種大幅度的技術(shù)升級。

將來 5G 升完級以后，不但比現(xiàn)在的 4G 厲害，很可能比現(xiàn)在的 4G 和家庭寬帶加起來還要厲害很多!

所以，世界各國的通信服務商都傾盡全力提前布局，希望能趕上5G這趟大幅升(zhuàn)級(qián)的快車！

那么，說實在的，5G 實現(xiàn)了以后，到底有啥好處呢?

5G 的三大好處

從咱老百姓的角度看，5G 主要有三大好處：

• 辦事快
• 不拖延
• 擠不爆

先說辦事快。根據(jù)一項互聯(lián)網(wǎng)報告，把世界上最快的 4G 網(wǎng)速(挪威，平均 63 Mb/s)和最快的寬帶網(wǎng)速(新加坡，平均189 Mb/s)加到一塊兒，也沒有 5G 的網(wǎng)速高(理論網(wǎng)速 10000 Mb/s)。

有了 5G 以后，下載一部 4K 電影，可能就是上個洗手間的功夫。

再說不拖延。在網(wǎng)上辦事，就像在路上開車，你不可能一路都是高速。正常的辦事流程，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，難免遇到卡頓的現(xiàn)象。這就是——網(wǎng)絡延遲。

有了 5G 以后，網(wǎng)絡延遲基本上就治好了。因為 5G 的網(wǎng)絡延遲大約是 1 毫秒。1 毫秒什么概念?就是千分之一秒。

***說擠不爆。一條高速公路，車道再多、車速再快，也架不住春運的流量高峰。

同樣的道理，咱們平時擠地鐵、逛商場、看比賽的時候總是會發(fā)現(xiàn)，要么 4G 死活連不上，要么連上了卻發(fā)不了朋友圈。

這是因為你身邊的手機太多太密集了，大家都在刷手機把網(wǎng)絡擠爆了。

有了 5G 以后，就算十萬人一起在足球場看比賽，網(wǎng)絡也不會擠爆。因為 5G 在每平方公里可以讓 100 萬臺設備同時上網(wǎng)。

當然，5G 的辦事快、不拖延和擠不爆這三大好處，并不僅是為了提升現(xiàn)有的上網(wǎng)體驗。有了這三大好處，它還能實現(xiàn)更遠大的野心!

5G 的三大野心

5G 的三大野心，其實就是要搞定三個長期吹牛、始終沒落地的技術(shù)：VR(虛擬現(xiàn)實)、自動駕駛，還有物聯(lián)網(wǎng)。

先說 VR(虛擬現(xiàn)實)。VR 要想玩的溜，圖像就得逼真，不然只能叫虛擬 Windows 屏保。

而且，如果網(wǎng)絡延遲太厲害，戴 VR 頭盔的人就會頭暈。

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)在的汽車自動駕駛系統(tǒng)做得再厲害，它的攝像頭也只能看到一小段路況。如果大卡車、彎道、坡道擋住了它的視線，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)，必須保持時刻在線。而且，它收到的數(shù)據(jù)必須沒有延遲。

所以，要想沒駕照也能開車，就得先用上5G。

***說物聯(lián)網(wǎng)。所謂物聯(lián)網(wǎng)，就是說不但你的手機、VR 和汽車能上網(wǎng)，你家電視、空調(diào)、冰箱、浴霸、花盆、門鎖都能上網(wǎng)，甚至連你吃的水果、蔬菜、牛肉、三文魚在生產(chǎn)、加工、運輸?shù)倪^程中都能上網(wǎng)。

大家都知道，物聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)提(chuī)出(niú)很多年了，之所以沒有實現(xiàn)，一個很重要的原因是網(wǎng)絡容量不夠。

所以，要想連花盆也能上網(wǎng)，就得先用上 5G。

那么，如何才能讓 5G 真的很厲害，而不是像那三個技術(shù)一樣，長期吹牛、始終不落地呢?

如何把 5G 造出來?

要想把 5G 造出來，只用一兩個小發(fā)明小創(chuàng)新遠遠不夠。從技術(shù)的角度看，5G 是對現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)的全面革新。

我們用 5 個方面的例子說明，這 5 個例子是天線多、道路寬、色號全、站點密和瞄的準。

天線多

5G 和其他幾 G 一樣，都是用電磁波來運送信息。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，一個設備就能同時放進很多根天線。這就能保證 5G 設備同時發(fā)出和接收很多組信號。這叫做大規(guī)模多進多出技術(shù)(massive MIMO)。

道路寬

由于 5G 信號的頻率范圍是 28~39 GHz，它可以給每個頻道的信息分配 400 MHz 寬的道路，比 4G 的道路寬 20 倍。這就保證每條道路上能同時容納更多的“車流”。

色號全

在每一個頻道中，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 讓不同顏色的口紅傳遞不同類型的信息，因為接收信息的人分得清口紅色號，所以 5G 敢于把色號配齊，不怕混淆。

站點密

說白了，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，它必須把基站建得很密。這樣一來，每個手機附近總會有一個基站。手機和基站離得近了，它們說話時就不用使勁喊，結(jié)果就是更加省電。

瞄的準

5G 允許你坐在每小時 500 公里的車上而不掉線。這就要求，手機和基站之間互相聯(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(shù)，叫作波束賦形。

如果不用波束賦形，電磁波的波束就會很寬。這時，基站必須朝著一個范圍使勁發(fā)信號。手機多了，基站發(fā)出的信號會相互干擾，傳輸質(zhì)量肯定保證不了。

當然，上面說的幾個創(chuàng)新也只是 5G 的一個方面。要想趕快用上 5G ，我們還需要標準制定、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。

我們期待，作為擁有 14 億人口的世界第二大經(jīng)濟體，我們國家能夠早日普及 5G ，讓每一個老百姓都能進一步享受到信息革命帶來的巨大便利。

參考文獻：

• Michele Danno, The State of the Internet in Q4 2018, We Are Social
• Sha Shi and et. al., Review of Key Technologies of 5G Wireless Communication System, MATECWebofConferences22,01005(2015)
• 小棗君, “關于5G接入網(wǎng)，看這一篇就夠啦!”, 鮮棗課堂