5G革命即将来临,这些知识你不得不了解

米米狗 2018-11-20 14:34:32 1028
本文来自 腾讯网 ,作者 米米狗

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下一代无线技术,确切地说是5G,即将到来。如果你问一些运营商,它其实已经出现了。

整个行业目前已经达成一致的结论是,5G将改变我们的生活。当然,全世界业界真的希望5G成为现实。

自从Verizon三年前宣布它将成为第一家部署5G技术的大型电信公司以来,这项技术的炒作就一直在酝酿之中。它被认为是一项基础技术,将为自动驾驶汽车、虚拟现实和增强现实以及远程医疗等领域带来强大的动力。

但是5G到底是什么呢?为什么人们如此兴奋?以下是为什么下一代无线技术不仅仅是速度的提升,以及为什么你自己应该感到兴奋。

5G是什么?

这是下一代(第5代)蜂窝技术,有望大大提高无线网络的速度、覆盖率和响应能力。我们说话有多快?要比一般的蜂窝连接快10到100倍,甚至比你在家里使用物理光缆所能获得的速度还要快 (你可以在几秒钟内下载一季电视剧)。

只是速度的问题吗?

不!其中一个关键的好处就是所谓的低延迟。你会听到很多人提到这个词。延时是指你点击一个链接或开始在手机上播放视频,将请求发送到网络,以及网络响应并提供你的网站或开始播放视频之间的响应时间。

在当前网络中,这种延迟时间可以持续大约20毫秒。这看起来并不多,但在5G环境下,延迟会减少到1毫秒,也就是普通相机完成闪光灯的时间。

这种响应能力对于一些事情来说至关重要,比如在虚拟现实中玩一场激烈的电子游戏,或者在纽约的外科医生控制一对机械手臂在旧金山进行手术,不过延迟仍然会受到连接范围的影响。实际上,这种无拉格朗日连接意味着,自动驾驶汽车有了一种实时沟通的方式。

它是如何工作的?

5G最初使用的是超高频频谱,它的范围较短,但容量较高,可以为在线接入提供巨大的管道。但考虑到信号的范围和干扰问题,运营商开始探索低频段——目前网络中使用的这种类型——以帮助5G通过更远距离、墙壁和其他障碍物。

其结果是,虽然公司最初承诺的速度不会很快实现,但这仍将是4G LTE技术的一大进步。

这些载波从哪里得到频谱?

其中一些运营商已经控制了一小部分高频无线电波,但许多运营商将不得不从政府购买更多。美国联邦通信委员会(简称FCC)正在举行一场所谓的“毫米波频谱”拍卖,所有航空公司都参与了这场拍卖。

还有其他好处吗?

是的。5G网络设计用于连接比传统蜂窝网络多得多的设备。你一直听说的物联网趋势?5G可以驱动你周围的多个设备,无论是狗项圈还是冰箱。

5G网络还专门用于处理企业使用的设备,如农用设备或自动取款机。除了速度之外,它还可以在不需要固定连接的连接产品上以不同的方式工作,比如肥料传感器。这种低功耗扫描仪被设计成可以在同一个电池上工作10年,并且仍然能够定期发送数据。

但是5G什么时候带来?

去年10月,Verizon推出了全球首个“5G”服务,但这有点技术含量高。

这项服务不是移动服务,而是固定宽带的替代品。安装人员需要安装一种特殊的设备,可以接收5G信号,并将其转换为家中的Wi-Fi连接,这样其他设备就可以访问5G。

关于这项服务是否符合5G标准,也存在一些争议,因为它没有采用业界认可的标准。该公司想走在前面,使用自己的专有技术。威瑞森公司认为,速度从每秒300兆到每秒1千兆位不等,使这项服务符合5G的要求。其竞争对手、甚至芯片制造商高通的专家都对这一说法提出了异议。

在洛杉矶的一些社区,这项计划的实施是极其有限的,包括萨克拉曼多、加州、印第安纳波利斯和达拉斯。

好吧,那么移动5G呢?

威瑞森表示,明年将推出移动5G。AT&T看起来是第一家推出真正的移动5G服务的公司。该公司计划今年在12个市场推出5G。上个月,该公司在得克萨斯州的韦科成功测试了一款移动5G连接,使用的应该是第一个消费者5G设备,这是Netgear开发的无线热点。

和Verizon的部署一样,预计5G在这些城市的推出将受到极大限制。

AT&T表示,计划明年在包括洛杉矶、旧金山和拉斯维加斯在内的19个城市推出此项服务。

不是5G手机可以使用5G网络吗?

对不起,不行。5G技术需要一套特定的天线,目前还没有。Sprint表示,计划于明年推出美国首款5G智能手机,由LG制造。

5G智能手机预计将在明年上半年推出。有传言称,三星是首批生产5G智能手机的公司之一。据报道,该公司将在其Galaxy S10的一个版本中安装5G。

一加还表示,它将成为首批在手机中加入5G网络的公司之一。

还有什么我应该担心的吗?

高频频谱在容量和速度上是实现这种大幅提升的关键,但也有缺点。这个范围并不大,尤其是当你遇到树或建筑物之类的障碍物时。因此,运营商将不得不在任何接收5G信号的区域部署更多的小型蜂窝无线电台,这些电台被创造性地命名为“小蜂窝”。

这将惹恼任何不想让手机靠近他们的人。考虑到潜在的健康风险,以及它们最终可能看起来像邻居的眼中钉,这些事情可能会遭到一些反对。

使用低频频段的运营商可能只需要更少的蜂窝电台就可以逃脱,但5G几乎肯定会要求企业进一步构建自己的网络。

5G技术明年能在多大范围内投入使用?

另一个问题是,5G技术在理论上可能仍然适用于很多人。

T-Mobile表示,明年将在30个城市推出,而Sprint将在9个城市推出。美国电话电报公司(AT&T)今年将在12个市场推出,明年将在19个市场推出,Verizon也计划明年推出,但目前还不清楚覆盖范围有多大。在全球范围内,中国、日本和韩国都在竞相建设自己的5G网络,欧洲紧随其后,采取了缓慢而稳定的方式。

所以,不要急着去买第一部5G智能手机。可能的情况是,服务要到2020年或以后才能广泛使用。

此外,尽管一些人认为5G技术有助于提高覆盖范围,但农村地区可能会暂时失去5G技术,因为农村地区缺乏支持所有这些手机收音机的基础设施。

资费会更贵吗?

这还不清楚。有迹象表明,运营商可能不会再收取费用,尽管当时的sprint首席执行官马塞洛·克劳雷(Marcelo Claure) 3月份曾表示,他认为5G是一种高端服务。新任首席执行长康贝斯(Michel Combes)拒绝就定价置评。

你应该还记得,LTE一问世就没花多少钱了——你只需要买一部新手机就行了。但定价模式可能会随着时间而改变。自从4G网络推出以来,两家运营商都取消了无限套餐,并将其带回了中国。

Verizon的家庭宽带服务对无线用户来说是50美元,对其他人来说是70美元。这些费用与其他宽带费用是一致的。(你可以在这里找到你是否有资格享受这项服务。)

5G术语表

你想向你的朋友炫耀你的5G知识吗?或者看起来是派对上最聪明的人?看看我们的5G术语表。

5G NR

5G是显而易见的,但是NR代表的是新的无线电。你不需要对这个有太多的了解除了它是标准的名字整个无线产业都在支持它,它在12月才出来。

这很重要,因为这意味着当涉及到他们的移动5G网络时,每个人都站在同一条战线上。美国电话电报公司(AT&T)和T-Mobile等运营商在建设自己的网络时都在跟踪5G NR。但在5G标准获得批准之前,威瑞森就开始测试5G作为宽带替代服务,目前还没有使用这个标准。该公司表示,其宽带服务最终将采用5G NR,并计划将NR用于5G移动网络。

毫米波

所有蜂窝网络都使用无线电波在空中传输数据,而标准网络则使用700兆赫这样的低频频段的频谱。一般来说,频带或频率越高,你能达到的速度就越快。然而,更高频率的结果是更短的范围。

要达到如此高的5G速度,你需要非常非常高的频谱。毫米波的范围在24千兆赫和100千兆赫之间。

超高频的问题是,除了短距离之外,它还相当挑剔——一片树叶吹错方向,你就会受到干扰。忘记像围墙这样的障碍。像威瑞森这样的公司正在使用软件和广播技巧来解决这些问题,并确保稳定的连接。

小细胞

传统的蜂窝网络覆盖通常来自于布满不同无线电和天线的巨型发射塔。这些天线能够远距离广播信号,所以你不需要很多天线。小牢房正好相反——背包大小的收音机可以挂在路灯、电线杆、屋顶或其他地方。他们只能在短时间内播放5G信号,所以他们的想法是在密集的网络中拥有大量5G信号。

有些城市已经有了这种密集的网络,但如果你走出都市区,小型单元就会成为更大的挑战。

Sub-6GHz

考虑到真正麻烦的高频段频谱可能是(见上面的“毫米波”部分),有一个运动是在一个低得多的频率,或任何低于6GHz的频率。另外一个好处是,运营商可以使用他们已经拥有的频谱来接入5G网络。例如,T-Mobile计划使用600MHz频段为5G部署提供动力。在低于6ghz之前,这是不可能的。

这就是为什么你看到越来越多的载波采用更低的频谱。

但较低的频谱有相反的问题:当它到达很远的距离时,它的速度和容量与毫米波频谱不同。

最理想的是运营商将两者结合使用。

千兆LTE

作为5G的前身,你会听到更多关于千兆LTE的消息。最终,在现有的LTE网络上,速度将大大提高。但建设千兆LTE网络的工作为5G网络奠定了基础。

有关千兆LTE的更多信息,请阅读我们的解释。

米姆

多输入多输出的缩写。基本上,就是把更多的天线塞到我们的手机和蜂窝基站上。你总可以有更多的天线。它们可以接入速度更快的千兆位LTE网络,各家公司也在部署所谓的4x4 MIMO(4个天线安装在一部手机上)。

载波聚合

无线运营商可以将不同频段的无线电频率组合在一起,这样像三星Galaxy S8这样的手机就可以选择最快速、最不拥挤的一款。把它想象成一条三车道的高速公路,这样汽车就可以根据哪条车道的交通流量更少来进进出出。

QAM

这是一个高度技术性的术语,我甚至懒得解释其中的细微差别。它代表正交调幅。看到了吗?别担心。

您需要知道的是,它允许流量以不同于载波聚合或MIMO的方式快速移动。还记得高速公路的比喻吗?好吧,有了256个QAM,你就有了载着数据的大型拖拉机拖车,而不是微型汽车。MIMO、运营商聚合和QAM已经在进军4G网络,但在5G领域也发挥着重要作用。

波束形成

这是一种将5G信号定向到特定方向的方法,可能会为您提供自己的特定连接。Verizon一直在使用毫米波波谱的波束形成技术,绕过墙壁或树木等障碍物。

未经授权的频谱

蜂窝网络都依赖于所谓的许可频段,他们拥有并从政府购买。

但是,5G技术的发展带来了这样一种认识,即在保持广泛的覆盖范围方面,还没有足够的频谱。因此运营商们转向了无照频段,类似于我们的Wi-Fi网络所依赖的那种免费无线电波。

网络分段

这是一种能够分割出单个频谱的能力,以提供特定设备所需的连接。例如,同样的蜂窝基站可以提供低功耗、慢速连接你家水表传感器的功能,同时提供更快、更低延迟的连接,连接到正在实时导航的自动驾驶汽车。