5G来了(下)
2018-12-25
5G热潮闹翻天,
洛阳纸贵写不完。
学界赞它性能好,
业界想它能赚钱。
粉丝盼着快到手,
企业争着拔头筹。
网络今秋开了张,
手机却还未露头。
要想尝鲜在何时,
商家许愿看来年。
若问啥时能流行,
恐怕还得两三年。
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这个讲,那个赞,5G优点一长串。可惜理论有点玄,浅说几句试试看。
是呀!上篇说到5G有三大优势:eMBB、uRRLC、mMTC。俗话说“内行看门道,外行看热闹”。不知道并非内行的读者,看着这一串字母代号是否觉得“热闹”?我问过几个人,他们两手一摊、笑了笑。看来需要解释一下。
实际上,它们是制定标准的组织精确设定的学术指标。达到之后,就使5G比3G和4G多出了许多优点,这都包括在它们的词汇所代表的“大带宽、低时延、大连接”之中。读者可能会问:如何理解这些优点,或者说它们对作为用户的我们有什么好处?
带宽就是频带的宽度,任何电信号都有一个频率范围,它的上、下两个边界频率之差就叫信号的带宽。比如我们人类说话转换成电信号,其上、下边频为200赫和3400赫,于是我们说话的话频带宽就是3200赫。信息理论证明,数字网络的带宽越宽,网络上数据传输的速率就可以越快。
大家有体会,想当初,1G手机只能打电话,2G可以发短信,尽管3G能够上网了,但看视频就不那么行,如今你用4G就可以方便地发微信、看视频、手机支付、安排旅行……俨然已成为一个全能的智能助理,这一切都是拜速率越来越快所赐。而5G的传输速率更快,形象地说,可以秒传一部4K甚至8K的高清电影。
再比如,虚拟现实的发烧友,如今戴着VR眼镜或头盔,看上一会儿就会感到头晕目眩,根源就是速率慢。按理,VR传输的速率要达到150兆以上,看起来才舒服。目前,4G网络做不到,5G却不在话下!
读者朋友,看了这段你可千万不要认为5G的能耐就仅仅是提高了网速、下载个高清电影而己。这可是大大的误解!5G是一场革命!各国都把它放在国家战略的高度来对待,因为它将全面改变我们的社会!高速下载只不过是它的eMBB场景的优点之一。更不要说其他两个场景,那更是热闹非凡。
就说“低时延”吧!这三个字写起来轻松,想起来却十分沉重。举个例子,比如热门的无人驾驶的自驾车,你有没有想过,为什么自驾车吵吵嚷嚷了十几年,许多世界名企还在不停地试验,各国政府也还下不了决心推广?就是因为能高速、可靠、低时延的传递信息的车联网没有建成!试想一下,当两车即将相碰发生交通事故、千钧一发之时,如果相互信息能高速传递,自动驾驶可以高速纠正,车祸就可避免。可是4G的时延只能做到几十毫秒。这是什么概念?举例来说,如果车速是每小时60千米,每分钟就是1千米,几十毫秒就是几十米。这样的时延很难避免两车相碰的灾难发生。而5G可以做到1毫秒时延,这就为避险争取了时间。
另外,例如医生和患者异地的远程医疗,低时延就可达到“面对面”的效果。
而大连接也不难想象。在智能家居和智慧城市中,当每一件物品都需要上网之时,只有5G的低能耗大连接才能承担如此繁重的任务!5G与4G的最大差别正是它能全面满足人与人、人与物、物与物的互联。
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你也想,他也盼,企业忙得团团转。既然大家都着急,为何还要两三年?理由有四:
其一,标准待齐全。上文已谈到按计划要到2019年12月5G的全部标准才能定完,到2020年国际电联才能正式批准颁布执行。
其二,网络待修建。5G要用频率更高的新频段,就必须增基站、建新网,这可是个花钱费力又费时的大工程。
其三,产品待研制。新频段、新标准就意味着要新元器部件、新产品,芯片、天线、基站、终端的试制、试用、定型、批产都需要投钱、花时间。
其四,市场待成熟。新事物,业界猛宣传,媒体炒得欢,但是一旦要掏腰包,人们就得掂量一下了。用户有个适应期,市场有个培育过程。
总之,在如今这种铺天盖地的5G舆论氛围中,人们很容易会产生一个错觉:5G会一蹴而就,而忽略了“好事多磨”的成语。事实上,2018年有“5G元年”之称,从年初在巴塞罗那召开的移动通信大会上就热闹了一番,到6月R15标准发布之后又掀起一个高潮。但是参加制定标准最积极的中、美、日、韩及欧洲各国,仍然把正式发展的目标定在2020年之后。2019年只是预商用期,一边研制配套产品和建网,一边逐步扩大试验范围。而5G的真正黄金期预计是在2020—2035年之间。根据美国高通公司预测:到2035年,5G将在全球创造12.3万亿美元的经济收益。
那么,5G最熱门的产品是什么?当然是从业界到普罗大众都关心的手机。说到这里要大声提醒一句:准备换手机吧!过去的手机一律作废!为什么?因为频率换了!在无线电技术领域,有一个铁律:频率决定一切,一切跟着频率转!若是在相同的大频段中换,事情还会少一点,但如果连大频段都换了,那可是一切都得变!4G以前都工作在分米波以下,而5G则是工作在厘米波甚至毫米波。正是因为频段提高了,5G才会轻轻松松地产生上述那么多优点。然而,“天下没有白吃的午餐”,也正是因为频段提高了,5G手机才会姗姗来迟,因为频段一变,芯片、天线、基站以及相应的一切都要随之而变。而它们的研制可是困难重重!
就以芯片来说吧,雄居霸主的高通和英特尔,也都“使出了吃奶的劲”。所以,迷恋iPhone的果粉们才带着对iPhoneX、继而iPhoneXS的遗憾,期盼着来年新的5G iPhone会出现。然而,据传却要等到2020年,那时的iPhone可能会用上英特尔的5G芯片。
再说天线,频率变高,也就是波长变短。同时,电波的衰减变大,建筑物对它的阻挡也变强。所以,天线要变小,要阵列化。业界共识是5G最好用小型多元的相控阵阵列天线。这又是个难题,大家都在努力。举例来说,年初曾有报道:上海大学的上海先进通信与数据科学研究院研发出了一款可工作于28GHz频段的毫米波5G手机相控阵天线。电气和电子工程师协会(IEEE)认为其最大特色在于具备可被集成到全金属外壳5G智能手机的能力,并能降低制造成本。5G相应的基站覆盖面积变小,基站小型化,布局又要更密集,甚至已有终端基站化的方案(即5G手机可能也会具备基站功能)。请大家想象一下将来那种人人手机变基站的动人场面吧!
小e插话:正是“5G就是好,好了就难搞。要想争上游,创新少不了”。转眼新年到,祝君心情好。健康又快乐,5G到手早。