關(guān)于新一代無(wú)線通信技術(shù)，即5G的到來(lái)，通信界有一個(gè)普遍共識(shí)，那就是5G將在很多方面改變我們身處的環(huán)境，進(jìn)而改變我們的生活。雖然，業(yè)界非常希望5G早日成為現(xiàn)實(shí)，不過(guò)在5G建設(shè)中的困難是不得不正視的問(wèn)題。自從5G技術(shù)獲得討論開(kāi)始，它便被認(rèn)為是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)技術(shù)，將為自動(dòng)駕駛汽車、AR／VR、以及遠(yuǎn)程醫(yī)療等領(lǐng)域帶來(lái)強(qiáng)大的動(dòng)力。

5G是什么？

5G是第五代蜂窩技術(shù)，有望大大提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的速度、覆蓋率和響應(yīng)能力。那么，5G的速率到底有多快？要比一般的蜂窩連接速率快10到100倍，甚至比在家里使用的物理光纜所能獲得的速度還要快。

只是速度的問(wèn)題嗎？

當(dāng)然不是，5G的一個(gè)關(guān)鍵的好處就是低延遲。延時(shí)是指當(dāng)你點(diǎn)擊一個(gè)鏈接，或者開(kāi)始在手機(jī)上播放視頻，將請(qǐng)求發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)，以及網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)并提供網(wǎng)站頁(yè)面，或開(kāi)始播放視頻之間的響應(yīng)時(shí)間。5G網(wǎng)絡(luò)能夠大大縮短響應(yīng)時(shí)間，大幅提升用戶體驗(yàn)。

在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中，這種延遲時(shí)間可以持續(xù)大約20毫秒。這看起來(lái)似乎并不多，但在5G環(huán)境下，延遲會(huì)減少到1毫秒，也就是普通相機(jī)完成閃光燈所用的時(shí)間。這種響應(yīng)能力對(duì)于一些事情來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，比如在虛擬現(xiàn)實(shí)中玩一場(chǎng)激烈的電子游戲，或者身處上海的外科醫(yī)生通過(guò)遠(yuǎn)程控制一對(duì)機(jī)械手臂在北京進(jìn)行手術(shù)，不過(guò)延遲仍然會(huì)受到連接范圍的影響。實(shí)際上，這種高速連接意味著自動(dòng)駕駛汽車有了實(shí)時(shí)溝通的方式。

5G是如何工作的？

5G最初使用的是超高頻頻譜，它的頻譜范圍較短，容量比較高，可以為在線接入提供巨大的管道。但考慮到信號(hào)的范圍和干擾問(wèn)題，運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始探索低頻段，目前網(wǎng)絡(luò)中使用的這種類型，可以幫助5G通過(guò)更遠(yuǎn)距離、墻壁和其他障礙物。這樣做導(dǎo)致的結(jié)果是，雖然運(yùn)營(yíng)商們最初承諾的速度將不會(huì)很快實(shí)現(xiàn)，但這仍將是4GLTE在技術(shù)上的一大進(jìn)步。

5G還有其他好處嗎？

5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)可以用于連接比傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)多得多的設(shè)備。你一定聽(tīng)說(shuō)過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)？5G可以驅(qū)動(dòng)你周圍的多個(gè)設(shè)備，不論是你家狗狗的項(xiàng)圈，還是家里的冰箱。5G網(wǎng)絡(luò)還可以專門用于處理企業(yè)使用的設(shè)備，比如農(nóng)用設(shè)備或自動(dòng)取款機(jī)。除了速度之外，它還可以在不需要固定連接的連接產(chǎn)品上以不同的方式工作，比如肥料傳感器。這種低功耗掃描儀被設(shè)計(jì)成可以在同一個(gè)電池上工作10年，并且仍然能夠定期發(fā)送數(shù)據(jù)。

新的5G技術(shù)有什么缺點(diǎn)呢？

高頻頻譜在容量和速度上是實(shí)現(xiàn)大幅提升的關(guān)鍵所在，但也帶來(lái)了缺點(diǎn)。高頻頻譜的傳輸范圍并不大，尤其是遇到樹或建筑物之類的障礙物時(shí)。因此，運(yùn)營(yíng)商將不得不在任何接收5G信號(hào)的區(qū)域部署更多的小型蜂窩無(wú)線電臺(tái)，這些電臺(tái)被創(chuàng)造性地命名為“小蜂窩”。

但是，這存在一個(gè)潛在的問(wèn)題。可能會(huì)惹惱哪些不想讓手機(jī)靠近他們的人。考慮到潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)，它們最終可能成為一些用戶的眼中釘，可能會(huì)遭到一些反對(duì)。使用低頻頻段的運(yùn)營(yíng)商們只需要設(shè)置更少的蜂窩電臺(tái)就可以擺脫，但5G肯定會(huì)要求運(yùn)營(yíng)商進(jìn)一步構(gòu)建自己的網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)于5GNR

5G是顯而易見(jiàn)的，但是NR代表的是新的無(wú)線電，它是標(biāo)準(zhǔn)的名字，整個(gè)無(wú)線產(chǎn)業(yè)都在支持它。2018年6月14日，華為、三星等企業(yè)發(fā)布新聞公報(bào)稱，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織“第三代合作伙伴計(jì)劃”3GPP全體會(huì)議已批準(zhǔn)第五代移動(dòng)通信技術(shù)5G NR的獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，但要在12月才能正式出來(lái)。

這很重要，因?yàn)檫@意味著當(dāng)涉及到他們的移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)，每個(gè)人都站在同一條戰(zhàn)線上。美國(guó)電話電報(bào)公司AT＆T和T－Mobile等運(yùn)營(yíng)商在建設(shè)自己的網(wǎng)絡(luò)時(shí)都在跟蹤5G NR。但在5G標(biāo)準(zhǔn)獲得批準(zhǔn)之前，威瑞森就開(kāi)始測(cè)試5G作為寬帶替代服務(wù)，目前還沒(méi)有使用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。該公司表示，其寬帶服務(wù)最終將采用5G NR，并計(jì)劃將NR用于5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)于毫米波

所有蜂窩網(wǎng)絡(luò)都使用無(wú)線電波在空中傳輸數(shù)據(jù)，而標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)則使用700兆赫這樣的低頻頻段的頻譜。一般來(lái)說(shuō)，頻帶或頻率越高，你能達(dá)到的速度就越快。然而，更高頻率的結(jié)果是更短的范圍。

要達(dá)到如此高的5G速度，你需要非常高的頻譜。毫米波的范圍在24千兆赫和100千兆赫之間。超高頻的問(wèn)題是，除了短距離之外，它還相當(dāng)挑剔——一片樹葉吹錯(cuò)了方向，就會(huì)受到干擾。忘記像圍墻這樣的障礙。電信運(yùn)營(yíng)商們正在嘗試使用軟件和廣播技巧來(lái)解決這些問(wèn)題，并確保穩(wěn)定的連接。

小基站

傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋通常來(lái)自布滿不同無(wú)線電和天線的巨型發(fā)射塔。這些天線能夠遠(yuǎn)距離地廣播信號(hào)，所以并不需要很多天線。5G的小型基站正好相反——背包大小的小基站可以掛在路燈、電線桿、屋頂或其它地方。他們只能在小范圍類內(nèi)發(fā)射5G信號(hào)，所以5G建設(shè)的想法是在密集的網(wǎng)絡(luò)中散布大量5G信號(hào)。

有些城市已經(jīng)有了這種密集的網(wǎng)絡(luò)，但如果走出都市區(qū)，這些小型單元就會(huì)成為更大的挑戰(zhàn)。

Sub－6GHz

考慮到真正的高頻段頻譜會(huì)帶來(lái)許多麻煩，有一個(gè)運(yùn)動(dòng)是在一個(gè)低得多的頻率，或任何低于6GHz的頻率。另外一個(gè)好處是，運(yùn)營(yíng)商可以使用他們已經(jīng)擁有的頻譜來(lái)接入5G網(wǎng)絡(luò)。這就是為什么你看到越來(lái)越多的載波采用更低的頻譜。

但較低的頻譜有相反的問(wèn)題：當(dāng)它到達(dá)很遠(yuǎn)的距離時(shí)，它的速度和容量與毫米波頻譜不同。最理想的是運(yùn)營(yíng)商將兩者結(jié)合起來(lái)使用。

千兆LTE

作為5G的前身，你會(huì)聽(tīng)到更多關(guān)于千兆LTE的消息。最終，在現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)上，速度將大大提高。但建設(shè)千兆LTE網(wǎng)絡(luò)的工作為5G網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)。

MIMO

多輸入多輸出的縮寫。基本上，就是把更多的天線塞到我們的手機(jī)和蜂窩基站上。你總可以有更多的天線。它們可以接入速度更快的千兆位LTE網(wǎng)絡(luò)，各家公司也在部署所謂的4x4 MIMO（4個(gè)天線安裝在一部手機(jī)上）。

載波聚合

無(wú)線運(yùn)營(yíng)商可以將不同頻段的無(wú)線電頻率組合在一起，這樣像三星Galaxy S8這樣的手機(jī)就可以選擇最快速、最不擁擠的一款。把它想象成一條三車道的高速公路，這樣汽車就可以根據(jù)哪條車道的交通流量更少來(lái)進(jìn)進(jìn)出出。

QAM

這是一個(gè)高度技術(shù)性的術(shù)語(yǔ)，它代表正交調(diào)幅。您需要知道的是，它允許流量以不同于載波聚合或MIMO的方式快速移動(dòng)。好比上面所說(shuō)的高速公路的比喻，有了256個(gè)QAM，你就有了載著數(shù)據(jù)的大型拖拉機(jī)拖車，而不是微型汽車。MIMO、運(yùn)營(yíng)商聚合和QAM已經(jīng)在進(jìn)軍4G網(wǎng)絡(luò)，但在5G領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用。

波束形成

這是一種將5G信號(hào)定向到特定方向的方法，可能會(huì)為您提供自己的特定連接。Verizon一直在使用毫米波波譜的波束形成技術(shù)，繞過(guò)墻壁或樹木等障礙物。

未經(jīng)授權(quán)的頻譜

蜂窩網(wǎng)絡(luò)都依賴于所謂的許可頻段，他們擁有并從政府購(gòu)買。但是，5G技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了這樣一種認(rèn)識(shí)，即在保持廣泛的覆蓋范圍方面，還沒(méi)有足夠的頻譜。因此運(yùn)營(yíng)商們轉(zhuǎn)向了無(wú)照頻段，類似于我們的Wi－Fi網(wǎng)絡(luò)所依賴的那種免費(fèi)無(wú)線電波。

網(wǎng)絡(luò)分段

這是一種能夠分割出單個(gè)頻譜的能力，以提供特定設(shè)備所需的連接。例如，同樣的蜂窩基站可以提供低功耗、慢速連接你家水表傳感器的功能，同時(shí)提供更快、更低延遲的連接，連接到正在實(shí)時(shí)導(dǎo)航的自動(dòng)駕駛汽車。