一文了解什么是5G

文/Sheldon

編者按：這兩天5G成為新聞熱詞，工業和信息化部表示近期將發放5G商用牌照，我國將進入5G商用元年。那么，到底什么是5G？5G是如何實現的？有何優點？5G時代將如何改變我們的生活？......一篇看懂。

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

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系統變Win10，綠皮車變復興號一樣，都是一種大幅度的技術升級。

將來5G升完級以后，不但比現在的4G厲害，很可能比現在的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：一是辦事快，二是不拖延，三是擠不爆。

先說辦事快。根據一項互聯網報告，把世界上最快的4G網速（挪威，平均63 Mb/s）和最快的寬帶網速（新加坡，平均189 Mb/s）加到一塊兒，也沒有5G的網速高（理論網速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，難免遇到卡頓的現象。這就是——網絡延遲。

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

最后說擠不爆。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現，要么4G死活連不上，要么連上了卻發不了朋友圈。

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絡擠爆了。

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

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有的上網體驗。有了這三大好處，它還能實現更遠大的野心！

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：VR（虛擬現實）、自動駕駛，物聯網。

先說VR。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，現在的汽車自動駕駛系統做得再厲害，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，汽車就可能發生危險。

要想解決這個問題，汽車的自動駕駛系統，必須保持時刻在線。而且，它收到的數據必須沒有延遲。

所以，要想沒駕照也能開車，就得先用上5G。

最后說物聯網。所謂物聯網，就是說不但你的手機、VR和汽車能上網，你家電視、空調、冰箱、浴霸、花盆、門鎖都能上網，甚至連你吃的水果、蔬菜、牛肉、三文魚在生產、加工、運輸的過程中都能上網。

大家都知道，物聯網的概念已經提（chuī）出（niú）很多年了，之所以沒有實現，一個很重要的原因是網絡容量不夠。

所以，要想連花盆都能上網，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，只用一兩個小發明小創新遠遠不夠。從技術的角度看，5G是對現有移動通信系統的全面革新。

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設備同時發出和接收很多組信號。這叫做大規模多進多出技術（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400MHz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，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信號。手機多了，基站發出的信號會相互干擾，傳輸質量肯定保證不了。

當然，上面說的幾個創新也只是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、系統集成、設備部署和服務運營等全行業的不懈努力。

我們期待，作為擁有14億人口的世界第二大經濟體，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。

來源：“科普中國”，首發于企鵝科學（ID：qqscience）