隨著消費者和企業部署越來越多的移動設備，接入新的 5G 固定和移動網絡，無線網絡在過去幾年中得到了顯著改善。

商用 5G 無線網絡于 2019 年首次大規模推出。從那時起，移動網絡運營商 (MNO) 一直在努力擴大這一新的高速、低延遲蜂窩標準的覆蓋范圍。

什么是5G？

第三代合作伙伴計劃 (3GPP) 在 2017 年發布了第一個 5G 新無線電 (5G NR) 規范，作為其第 15 版的一部分。從最初的商業發布開始，5G 就超過了現實世界的 4G 下載速度。實際 5G 速度取決于技術使用的頻率，例如低頻段、中頻段或高頻段。

高頻段 5G 的范圍從 24 GHz 到 39 GHz，并使用毫米波 (mmWave) 頻譜。高頻段 5G 可以提供超過 1 Gbps 的數據速度，但前提是用戶在室外并且距離移動 5G 毫米波基站最遠可達 1,000 英尺。用戶需要位于 5G 基站或小型小區附近才能獲得足夠的移動覆蓋。

運營商為世界大部分地區提供中頻頻譜——范圍從 1.7 GHz 到 4.7 GHz——使下載速度超過 100 Mbps，信號覆蓋范圍達數英里。美國三大移動網絡運營商已使用低頻段 5G 覆蓋大面積區域，提供的數據速度僅略高于 50 Mbps。盡管如此，低頻段仍然比 4G LTE 提供的 20 Mbps 平均下載速度更快。

另一個重要的 5G 技術能力是低延遲。在最佳情況下，對于 4G LTE，網絡響應時間（數據包到達目的地所需的時間長度）約為 70 毫秒 (ms)。真正的 5G 網絡的響應時間可以低至 10 毫秒到 20 毫秒。

然而，目前運行的大多數 5G 網絡并不是真正的 5G 網絡。大多數 5G 網絡是非獨立 (NSA) 網絡，這意味著它們將 5G 的無線接入網絡 (RAN) 元素連接到 4G 核心，以控制路由、轉發和用戶移動功能。 NSA 網絡代表了目前全球可用的大部分 5G。

使用 5G 核心和 RAN 的獨立 (SA) 規范于 2018 年 6 月完成，但很少有MNO實施它。 目前，T-Mobile 是唯一一家推出 SA 的美國主要移動網絡運營商，而中國移動、中國電信和中國聯通已在中國部署了 SA。

全球還有一些運營商部署了 SA，但對 SA 的最大興趣來自希望在企業工廠和設施中部署私有 5G 網絡的企業。 公司可以將專用網絡提供的低延遲用于室內關鍵通信和工業機器人等應用。

5G 無線網絡服務的類型及其工作原理

移動網絡運營商目前推出了兩種類型的 5G 服務：固定無線接入 (FWA) 和移動 5G。以下是這兩種 5G 無線網絡服務的工作原理。

固定5G無線寬帶

固定無線寬帶是一組服務，旨在使用無線電信號向企業或住宅提供最后一英里的互聯網連接，而不是直接連接到場所的有線連接。為了提供固定無線寬帶，運營商在基站或小型基站（例如路燈和電線桿）中部署 5G 無線電。

5G 無線電將信號傳送到安裝在建筑物和住宅內的無線調制解調器，從而取代了對光纖、電纜或其他有線連接的需求。 FWA 服務基于中頻或毫米波 5G。 FWA 服務通常會部署中繼器，以將固定服務的范圍從小型蜂窩或基站擴展到用戶家中。

2017 年 12 月，3GPP 完成了固定寬帶無線所需的 5G NR 標準。 Verizon 和 T-Mobile 是美國 FWA 的主要代表，還有一些較小的運營商和初創公司。

5G移動服務

移動網絡運營商最初在 2019 年部署了 NSA 移動 5G 服務，但北美、歐洲和亞洲的主要移動網絡運營商直到最近才開始在全國范圍內實現移動 5G 覆蓋。數據速度差異很大，具體取決于移動 5G 支持的頻率類型。

企業中的 5G 無線網絡

隨著商用專用 5G 網絡的興起，企業開始充分看到 5G 技術對企業的承諾。 IDC 最近報告稱，私有 5G 將在 2022 年進入有限的商業可用性。

IDC 表示：“迄今為止，大多數私人 5G 項目仍處于試驗階段或商業前部署階段。” “雖然從市場規模的角度來看，私人 5G 仍處于起步階段，但人們對其所能提供的東西的胃口和興趣是非常真實的。”

計劃推出專用 5G 網絡的公司將需要 RAN 硬件——小型蜂窩或基站——5G 核心軟件和在所選頻率上工作的設備。獲得無線電頻譜是專用網絡部署中最困難的方面之一。

在美國，公司可以將公民寬帶無線電服務 (CBRS) 中頻帶頻譜用于 5G 專用網絡。在亞洲和歐洲的部分地區，政府為專用網絡分配頻譜。許多網絡規模的 IT 公司，例如亞馬遜和思科，都在成立專門部署專用網絡的部門。移動和有線電視運營商也在尋求參與其中。

例如，康卡斯特斥資 4.95 億美元購買了 830 個 CBRS 優先訪問許可證，可將其分配給全國的私人網絡。 Verizon 還就私人網絡達成了全球協議。該運營商在簽署為英國南安普敦港提供私人 5G 網絡連接的協議后，于 2021 年 4 月加入該領域。

服務提供商正在推動 5G 發展

5G 現在在亞洲、歐洲和北美的大部分地區以及非洲的一些國家/地區都可以使用。 2021 年 12 月，互聯網性能指標分析公司 Ookla 報告稱，美國的 5G 可用性最高，為 49.2%，其次是荷蘭，為 45.1%，韓國為 43.8%。 Ookla 補充說，韓國首爾的 5G 下載速度中位數最高，為 530.83 Mbps，其次是挪威奧斯陸，為 513.08 Mbps。

在美國，目前的部署非常重視使用中頻頻譜。

AT&T 表示，到 2022 年底，其 C 頻段將覆蓋 70 至 7500 萬人。T-Mobile 在 2021 年 4 月表示，預計到 2022 年底，其 2.5 GHz 頻譜將覆蓋美國 2.5 億人。同時 ，Verizon 宣布，預計到 2022 年底，其 C 波段頻譜將覆蓋 1.75 億人。這是美國主要移動網絡運營商已經開展的高頻段和低頻段 5G 部署的補充。

本文最初由Jean DerGurahian撰寫，由Dan Jones擴展，以反映5G技術和部署的發展。