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颤抖吧,5G时代就快来了

2019-07-23方锐

智慧少年 2019年3期
关键词:无线通讯电波光速

方锐

2G到3G再到4G,现代通讯技术的发展日新月异,现在,5G时代即将来临,你对5G到底了解多少呢?5G究竟好在什么地方,以至于让人如此心驰神往?今天,就跟着我去见识一下这位未来移动通讯技术的“主宰者”吧!

5G威力有多大?

如果把移动通信网络比喻成一家人,那么5G指的就是这家人衍生出的第五代。这第五代究竟有什么不一样呢? 1G时代,我們的手机只能打电话;2G时代,手机有了发短信的功能;3G时代,智能手机出现,拥有了浏览网页和即时通讯(0Q等)功能;4G时代,小小的手机几乎无所不能,浏览网页、观看视频、下载游戏、玩转各种APP……

看到这里,你可能会问,5G又会带给我们什么样的惊喜和改变呢?

我们再用一个比喻来说明:如果3G的速度如清风拂面,4G就是足以撼动树木的大风,而5G与之相比,简直就是席卷天地、摧毁生命的飓风。但5 G的“威力”,还不仅仅在于速度的提升,你尽可以想象它所带来的便捷与高效!信号更强、更快,手机卡顿、无法缓冲的现象将一去不复返;物联网将得到迅猛发展;无人驾驶汽车自动识别路况;实现远程医疗和医学检测……整个城市都将因5G而变得更智能。

难以逾越的瓶颈

5G技术想要顺利实现,首先要突破一个巨大的瓶颈。

我们都知道,过去的固定电话都有一根电话线连接,这就是有线通讯,信息会通过这根电话线进行传递;而有些信息数据不需要用金属导线等实体来传递,在空气中就能完成,这就叫无线通讯,例如咱们收听的无线电广播信号、电报信号等。

信息在线缆等实体介质上传递,速率非常高,简直令无线通讯望尘莫及。就拿我们上网

必需的光纤来说吧,在实验室中最大速度是网线的26000倍。我们来打个比方,如果有线通信的“带货”能力是一辆大卡车的话,而我们的无线通信能力只相当于人力手推车,明摆着不是一个量级。所以,如何提高无线传输部分的速度,是5G技术突破的关键所在。一辆超光速列车

无线通信的原理是电磁波。电磁波会“变身术”,不同频率下的电磁波,能扮演不同的角色。比如,治疗肿瘤的Y射线就是一种高频的电磁波,能够将肿瘤细胞“斩于马下”。我们现在的通信主要使用的是电波,也是电磁波的“分身”之一。由于电波的频率十分有限,所以我们可以轻松地把它从低到高,依次分为以下这8种:基低频、低频、中频、高频、基高频、特高频、超高频、极高频。

频率越高,就越能获得丰富的频率资源支持,因此加载的信息量也就越大,速度也就越快。就好比基低频是一辆牛车的话,那极高频就是一辆超光速的列车。

这8种频率的电波用途当然不同,如今全球主流的手机通信使用的是特高频和超高频,我国主要使用超高频。那么5G的频率是多少呢?答案是惊人的,起步就是极高频!

想用5G不容易

既然5G这么好用,为什么它直到现在还是“犹抱琵琶半遮面”呢?

不是不想用,是实在用不起!

为了说清楚这个问题,我们需要引入一个物理学公式:光速=波长×频率。无论是1G还是5G,都是围绕这个公式在做文章。

因为光速是不变的,在真空中的理论值是每秒30万公里,所以通过这个公式我们可以知道一个简单的道理:频率越高,波长越短。波长短意味着什么?意味着容易在传播过程中信号容易衰减,甚至丢失。而且只要在传播过程中遭到遮挡,信号就过不去了。比如卫星接收器都必须准确对准卫星的方向,偏离一点,信号质量都会大打折扣。我们的手机通信如果使用了极高频,那么相应的波长就会极短,带来的后果是信号传播距离缩短,覆盖面积大大缩小,那相应地,就需要建造更多的信号基站来保证信号传输。每多建造一个基站,都会带来运营成本的极大增加。所以,5G的背后,是哗啦啦响的钱袋子!

不过呢,大家不必担心,5G目前还处于探索期,人的成长是一个过程,通信技术也是如此。4G从2014年商用到现在才算是成熟,给5G一些时间和空间,相信它定会给我们带来更快捷、更便利的生活。

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