什么是5G？

什么是5G？

第五代无线技术（5G）是蜂窝技术的最新迭代，旨在极大地提高无线网络的速度和响应性。有了5G，通过无线宽带连接传输的数据可以以多吉比特的速度传输，根据一些估计，潜在的峰值速度高达20吉比特/秒（Gbps）。这些速度超过了有线网络的速度，并提供1毫秒（ms）或更低的延迟，这对需要实时反馈的应用非常有用。由于更多的可用带宽和先进的天线技术，5G将使通过无线系统传输的数据量大幅增加。

5G网络和服务将在未来几年内分阶段部署，以适应人们对移动和互联网设备的日益依赖。总的来说，随着技术的推广，5G预计将产生各种新的应用、用途和商业案例。

5G是如何工作的？

无线网络是由分成若干区的基站组成，通过无线电波发送数据。第四代（4G）长期演进（LTE）无线技术为5G奠定了基础。与4G不同的是，5G需要大型的高功率基站来辐射更远的信号，而5G的无线信号是通过位于灯杆或建筑屋顶等地方的大量小型基站传输的。使用多个小型基站是必要的，因为毫米波（MM波）频谱--5G所依赖的30至300千兆赫（Ghz）之间的频谱带--只能在短距离内传播，而且会受到天气和建筑物或树木等物理障碍的干扰。

前几代无线技术使用的是较低频段的频谱。为了抵消与距离和MM波的干扰有关的挑战，无线行业也在考虑为5G网络使用较低频率的频谱，因此网络运营商可以使用他们已经拥有的频谱来建立他们的新网络。低频频谱可以达到更远的距离，但速度和容量比MM波低。

5G的特点

5G的无线功能

低频无线频谱是由低频和中频频率组成的。低带频率的工作频率约为600至700兆赫（MHz），而中带频率的工作频率约为2.5至3.5GHz。与此相比，高频段MM波信号的工作频率约为24至39GHz。

MM波信号很容易被树木、墙壁和建筑物等物体阻挡--这意味着在很多时候，MM波只能覆盖基站或节点的直接视线范围内的一个城市街区。关于如何解决这个问题，已经有了不同的方法。一种粗暴的方法是在人口稠密地区的每个街区使用多个节点，这样支持5G的设备就可以使用一个空中接口--在节点之间切换，同时保持MM波的速度。

另一种创建国家5G网络的方法--更可行的方法--是使用高、中、低频段的组合。MM波可用于人口稠密地区，而低频和中频节点可用于人口不太稠密的地区。低波段频率可以传播更长的时间，并穿过不同的物体。一个低频5G节点可以与一个支持5G的设备保持连接达数百平方英里。这意味着，所有三个频段的实施将提供全面的覆盖，同时在交通最繁忙的地区提供最快的速度。

5G的速度有多快？

5G的下载速度目前可以达到每秒1000兆比特以上（Mbps），甚至可以达到2.1Gbps。为了形象地说明这一点，用户可以在5G设备上启动一个1080p质量的YouTube视频，而不会出现缓冲。下载一个应用程序或Netflix节目的一集，目前可能需要长达几分钟的时间，可以在短短几秒钟内完成。4K的无线流媒体视频也变得更加可行。如果在MM波段，这些例子目前需要在距离5G节点一个无障碍的城市街区内；如果没有，下载速度将回落到4G。

低频段可以在更远的距离上保持5G的锁定，即使低频段5G的整体速度可能比MM波慢，低频段应该仍然比被认为是好的4G连接快。低频5G的下载速度可能达到30至250Mbps。低频5G更有可能在更多农村地区使用。中频5G的下载速度可能达到100至900 Mbps，它可能用于主要城市地区。

5G的好处

即使考虑到MM波很容易被阻挡，5G的缺点很明显，或者考虑到无线电频率（RF）暴露的限制，5G仍然有很多值得肯定的好处，比如说。

使用更高的频率。
高带宽。
增强移动宽带。
更低的延迟为1毫秒。

更高的数据速率，这将使新的技术选择通过5G网络实现，如4K流媒体或虚拟现实（VR）的近实时流媒体；和有可能拥有一个由低频段、中频段和MM波段频率组成的5G移动网络。
5G何时推出？

美国、日本、韩国和中国这四个国家的无线网络运营商在很大程度上推动了第一批5G建设。根据技术商业研究公司（TBR）的数据，网络运营商预计到2030年将花费数十亿美元用于5G资本支出，尽管目前还不清楚5G服务将如何产生投资回报。不断发展的用例和利用5G优势的商业模式可以解决运营商的收入问题。

同时，标准机构也在努力制定通用的5G设备标准。第三代伙伴关系项目（3GPP）于2017年12月批准了5G新无线电（NR）标准，并预计将完成5G蜂窝服务所需的5G移动核心标准。5G无线电系统与4G无线电不兼容，但最近购买了无线无线电的网络运营商可能会通过软件升级到新的5G系统，而不是购买新设备。

根据TBR的预测，随着5G无线设备标准几乎完成，第一批符合5G标准的智能手机和相关无线设备将在2019年商业化，5G用例将在2020年至2025年之间开始出现。到2030年，5G服务将成为主流，预计范围将从交付VR内容到由实时通信（RTC）功能支持的自主车辆导航。

在美国，已经有一些网络正在选定的城市开发。目前，Verizon在特定城市的某些地点提供MM波5G，包括亚特兰大、爱达荷州博伊西、波士顿、芝加哥、达拉斯、底特律、休斯顿、纽约、罗得岛州普罗维登斯和华盛顿特区。随着时间的推移，Verizon将为其5G网络增加更多城市，如圣地亚哥和堪萨斯城。T-Mobile的5G网络包括亚特兰大、克利夫兰、达拉斯、拉斯维加斯、洛杉矶和纽约境内的地点。

将有哪些类型的5G无线服务？

网络运营商正在开发两种类型的5G服务。

5G固定无线宽带服务为家庭和企业提供互联网接入，而不需要有线连接到场所。为此，网络运营商在建筑物附近的小型基站部署NR，将信号传输到屋顶或窗台的接收器，并在室内放大。固定宽带服务预计将使运营商向家庭和企业提供宽带服务的成本降低，因为这种方法不需要将光纤线路铺设到每个住宅。相反，运营商只需要将光纤安装到基站，客户通过位于住宅或企业的无线调制解调器接收宽带服务。

5G蜂窝服务为用户提供对运营商的5G蜂窝网络的访问。这些服务在2019年开始推出，当时第一批支持（或符合）5G的设备已投入商业使用。蜂窝服务的提供也取决于3GPP完成移动核心标准的情况。

5G与4G的关键差异

每一代蜂窝技术在其数据传输速度和编码方法上都有所不同，这需要终端用户升级其硬件。4G可以支持高达2Gbps的速度，并且在速度上慢慢继续提高。4G的特点是速度比3G快500倍。5G的速度可以比4G快100倍。

4G和5G之间的主要区别之一是延迟水平，其中5G的延迟会少很多。5G将使用正交频分复用（OFDM）编码，类似于4G LTE。然而，4G将使用20兆赫信道，以160兆赫粘合在一起。5G将达到100至800MHz的信道，这需要比4G更大的电波块。

三星目前正在研究6G。目前对6G的速度和运行方式没有太多了解；但是，6G可能会在类似于4G和5G之间的幅度差异中运行。有些人认为6G可能会使用无线电频谱上的MM波，而且可能是十年后的事。

5G用例

5G的使用案例可以从商业和企业使用到更随意的消费者使用。一些关于如何使用5G的例子包括以下内容。

高质量视频流。
物联网（IoT）环境中设备间的通信。
更准确的位置跟踪。
固定无线服务。
低延迟通信；以及
更好的实时分析能力。

除了在速度、容量和延迟方面的改进，5G还提供了网络管理功能--其中的网络切片，使移动运营商能够在一个单一的物理5G网络中创建多个虚拟网络。这种能力将使无线网络连接支持特定的用途或商业案例，并可以按服务的方式出售。例如，一辆自动驾驶汽车可能需要一个提供极快、低延迟连接的网络片断，以便车辆能够实时导航。然而，一个家用电器可以通过一个较低功率、较慢的连接进行连接，因为高性能并不重要。物联网可以使用安全的、仅有数据的连接。

美国运营商谁在研究5G？

许多大型运营商现在正在努力建立他们的5G网络。这包括Verizon、AT&T和Sprint。威瑞森正致力于实施MM波，而T-Mobile则首先致力于低频和中频5G。

在T-Mobile的带领下，运营商开始接受多层次5G战略的想法，其中包括使用低频、中频和MM波频率。T-Mobile目前已经开始在半打市场推出5G。

Verizon是5G市场的另一个领导者，目前正专注于MM波5G的实施。此外，Verizon创建了一个名为Verizon Ventures的投资基金。Verizon Ventures旨在投资那些能从5G中受益的领域，如增强现实、物联网和人工智能。

Sprint也在提供使用2.5GHz频率的中带5G。AT&T已经开始投资5G，但目前有点落后于竞争对手。该公司还推出了5G演进（5GE），这实际上并不是5G。

为什么5GE不是真正的5G

AT&T已经发布了5GE网络，在一次更新中，4G LTE用户已经 "升级 "到5GE。然而，5GE只是AT&T的Gb 4G LTE网络的一个重塑。AT&T认为，其速度已经足够接近5G，但从技术上讲，它不是5G。G代表的是一代，通常标志着与以前的硬件的兼容性中断。5GE没有遵循这一趋势，在技术上不是5G。这种营销策略可能会误导那些不知道5GE实际上不是5G的人。