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5G到底是啥?这么逆天?!

5G到底是啥?这么逆天?!-爱尖刀

▐ 本文来自“科普中国”,首发于“企鹅科学”公众号


5G到底是啥?这么逆天?!-爱尖刀


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我们这一代人的生活,变化实在是太快了。拨号上网仿佛还在昨天,今天就要迎来5G时代了。


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那么,5G到底是个啥?对我们又有啥好处?



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什么叫5G?

5G的G是英文Generation的缩写,也就是“世代”的意思。说白了,5G就是



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它就跟大哥大变成智能手机,DOS系统变Win10,绿皮车变复兴号一样,都是一种大幅度的技术升级。



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将来5G升完级以后,不但比现在的4G厉害,很可能比现在的4G和家庭宽带加起来还要厉害很多!



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所以,世界各国的通信服务商都倾尽全力提前布局,希望能赶上5G这趟大幅升(zhuàn)级(qián)的快车!




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那么,说实在的,5G实现了以后,到底有啥好处呢?


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5G的三大好处?


从咱老百姓的角度看,5G主要有三大好处:一是办事快,二是不拖延,三是挤不爆


先说办事快。根据一项互联网报告,把世界上最快的4G网速(挪威,平均63 Mb/s)和最快的宽带网速(新加坡,平均189 Mb/s)加到一块儿,也没有5G的网速高(理论网速10000 Mb/s)。



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有了5G以后,下载一部4K电影,可能就是上个洗手间的功夫。



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再说不拖延。在网上办事,就像在路上开车,你不可能一路都是高速。正常的办事流程,一定是一会儿高速一会儿省道,运气不好的时候还得进市区等红灯。


所以,甭管4G和宽带看起来有多快,玩游戏、看视频时,难免遇到卡顿的现象。这就是——网络延迟


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有了5G以后,网络延迟基本上就治好了。因为5G的网络延迟大约是1毫秒。1毫秒什么概念?就是千分之一秒。


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最后说挤不爆。一条高速公路,车道再多、车速再快,也架不住春运的流量高峰。同样的道理,咱们平时挤地铁、逛商场、看比赛的时候总是会发现,要么4G死活连不上,要么连上了却发不了朋友圈。


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这是因为你身边的手机太多太密集了,大家都在刷手机把网络挤爆了。


有了5G以后,就算十万人一起在足球场看比赛,网络也不会挤爆。因为5G在每平方公里可以让100万台设备同时上网。



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当然,5G的办事快、不拖延和挤不爆这三大好处,并不仅是为了提升现有的上网体验。有了这三大好处,它还能实现更远大的野心!


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5G的三大野心


5G的三大野心,其实就是要搞定三个长期吹牛、始终没落地的技术:VR(虚拟现实)、自动驾驶,物联网


先说VR。VR要想玩的溜,图像就得逼真,不然只能叫虚拟Windows屏保。

而且,如果网络延迟太厉害,戴VR头盔的人就会头晕。



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所以,要想随时随地玩VR,就得先用上5G。


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再说自动驾驶。举个例子,现在的汽车自动驾驶系统做得再厉害,它的摄像头也只能看到一小段路况。如果大卡车、弯道、坡道挡住了它的视线,汽车就可能发生危险。



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要想解决这个问题,汽车的自动驾驶系统,必须保持时刻在线。而且,它收到的数据必须没有延迟。



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所以,要想没驾照也能开车,就得先用上5G。


最后说物联网。所谓物联网,就是说不但你的手机、VR和汽车能上网,你家电视、空调、冰箱、浴霸、花盆、门锁都能上网,甚至连你吃的水果、蔬菜、牛肉、三文鱼在生产、加工、运输的过程中都能上网。


大家都知道,物联网的概念已经提(chuī)出(niú)很多年了,之所以没有实现,一个很重要的原因是网络容量不够。



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所以,要想连花盆都能上网,就得先用上5G。



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那么,如何才能让5G真的很厉害,而不是像那三个技术一样,长期吹牛、始终不落地呢?


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如何把5G造出来?


要想把5G造出来,只用一两个小发明小创新远远不够。从技术的角度看,5G是对现有移动通信系统的全面革新。


我们用5个方面的例子说明,这5个例子是天线多、道路宽、色号全、站点密和瞄的准


天线多。5G和其他几G一样,都是用电磁波来运送信息。但是5G信号的波长比其他信号的波长更短,属于毫米级。


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波长短了,天线就短,天线短了,一个设备就能同时放进很多根天线。这就能保证5G设备同时发出和接收很多组信号。这叫做大规模多进多出技术(massive MIMO)。



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道路宽。由于5G信号的频率范围是28~39 GHz,它可以给每个频道的信息分配400MHz宽的道路,比4G的道路宽20倍。这就保证每条道路上能同时容纳更多的“车流”。



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色号全。在每一个频道中,5G信号可以发出很多组信号,每一组信号的频率非常接近,而且不会导致接收信号的时候分不清谁是谁。


这叫作正交频分复用(OFDM)。


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这就好比5G让不同颜色的口红传递不同类型的信息,因为接收信息的人分得清口红色号,所以5G敢于把色号配齐,不怕混淆。



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站点密。说白了,移动通信就是让手机一边到处走,一边和附近的基站说话。

由于5G信号的波长变短,它必须把基站建得很密。这样一来,每个手机附近总会有一个基站。手机和基站离得近了,它们说话时就不用使劲喊,结果就是更加省电。



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瞄的准。5G允许你坐在每小时500公里的车上而不掉线。这就要求,手机和基站之间互相联系的时候,必须知道对方在哪个方向,并且得正对着那个方向说话。所以,5G会用到一种特殊的技术,叫作波束赋形。



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如果不用波束赋形,电磁波的波束就会很宽。这时,基站必须朝着一个范围使劲发信号。手机多了,基站发出的信号会相互干扰,传输质量肯定保证不了。



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当然,上面说的几个创新也只是5G的一个方面。要想赶快用上5G,我们还需要标准制定、芯片设计、硬件生产、系统集成、设备部署和服务运营等全行业的不懈努力。



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我们期待,作为拥有14亿人口的世界第二大经济体,我们国家能够早日普及5G,让每一个老百姓都能进一步享受到信息革命带来的巨大便利。



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作者| Sheldon

绘制| Mirror、黄呆

编辑| 王波

审稿人| Alex Qian 通信工程师

本文来自“科普中国”,首发于“企鹅科学”公众号

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