5G 是 2018 年yi動通信領(lǐng)域的熱詞。從中興的芯片卡脖事件，聯(lián)想 5G 投票風(fēng)波再到華為頻遭威脅。這些事件都引起了大家對于 5G 的關(guān)注，那么 5G 到底是什么，它和 4G 有什么區(qū)別呢？ 今天就來簡單扒一扒它們的關(guān)系和區(qū)別。
 

　　從 1G 到 5G
 

　　在說 5G 和 4G 之前，我們先來了解下從 1G-5G 發(fā)生了怎么樣的改變？
 

　　1G：這是指代無線dian話技術(shù)，即yi動通信。它使用模擬信號，速度高達(dá)2.4kbps。那時的大哥大沒有屏幕只能打dian話
 

　　2G(GPRS)：這是指第二代yi動技術(shù)。使用數(shù)字電信標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)速率介于 56-114kbps。2G 實(shí)現(xiàn)了語音通信數(shù)字化，功能機(jī)有了小屏幕可以發(fā)短信了。
 

　　3G(WCDMA/CDMA 2000/TD-SCDMA)： 指第三代yi動dian話技術(shù)。它提供 384kbps 的數(shù)據(jù)速率，因此可以輕松瀏覽wang站和流式傳輸音樂。
 

　　而 4G 指的是第四代yi動技術(shù)，被稱為 LTE(長期演進(jìn))。比起1G-3G，它是這幾種中的，與家中或辦公室的 Wi-Fi 一樣，穩(wěn)定快速。
 

　　5G 是第 5 代yi動通信技術(shù)，是 4G 系統(tǒng)后的延伸。美國時間 2018 年 6 月 13 日，圣地牙哥 3GPP 會議訂下個 5G 標(biāo)準(zhǔn)。相比前者，5G 網(wǎng)絡(luò)主要有三大特點(diǎn)，*的速率 (eMBB)、極大的容量(mMTC)、極低的延時(URLLC)。我們就通過它的三大特定來講講與 4G 之間的不同。
 

　　5G VS 4G
 

　　高速度
 

　　我們都知道，通信依賴托電磁波，而電磁波的頻率資源很有限，頻率不同，速度也就不同。頻率資源就像車廂，越高的頻率，車廂越多，相同時間內(nèi)能裝載的信息就越多。所以頻率越大，帶寬也就更大，速度就越快。
 

　　目前我們 4G 使用的都是低頻段，它的優(yōu)點(diǎn)在于性能好，覆蓋面廣，能夠有效減少運(yùn)營商在基站的投入，節(jié)省資金。但缺點(diǎn)就是，用的人多，數(shù)據(jù)傳輸?shù)?ldquo;路”就會出現(xiàn)擁窄現(xiàn)象。盡管已經(jīng)對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行過優(yōu)化，但速率的提供依舊有限。而 5G 使用的就是高頻段，使用高頻不但能緩解低頻資源的緊張，由于沒有擁窄現(xiàn)象，使得“道路”更加寬廣，提高帶寬的速率。但受限于高頻的傳播性能，傳輸所以很多的高頻段頻率資源沒有被使用，正是5G可以好好利用的資源。
 

　　但是如何解決高頻通信的傳播問題呢？
 

　　這就需要依靠大規(guī)模天線(massive MIMO)了，MIMO就是“多進(jìn)多出”(Multiple-Input Multiple-Output)，多根天線發(fā)送，多根天線接收。容我找個示意圖(大概是這樣子的)：
 

　　高頻資源的頻率很高，波長就很短，在天線設(shè)計時就可以做到天線陣子和他們之間的距離很小，就可以在很小的范圍內(nèi)集成天線陣列。天線陣子數(shù)量的增加可以帶來額外的增益，結(jié)合波束賦形，波束追蹤技術(shù)以彌補(bǔ)高頻通信在傳播上的受限。
 

　　在這些特性下，5G 提供高達(dá) 10Gbps 的峰值數(shù)據(jù)下載速率。4G 的峰值速率大概為 100Mbps，速度提升 100 倍。 理想情況下，用戶能在幾秒內(nèi)下載 1 G 大小的高清視頻。4K 視頻需要低 25Mbps 的下載速度，4G 達(dá)不到這個要求。所以，在 5G 環(huán)境下 4K 視頻直播成為可能。另外，VR/AR 對帶寬的需求是巨大的，5G為 VR 等虛擬化實(shí)現(xiàn)成為可能。就像文中的張圖一樣，2G 可以看蒼老師的小說，3G 可以看蒼老師的圖片，4G 可以看蒼老師的視頻，而 5G 則是可以在 VR 中與蒼老師進(jìn)行互動。
 

　　大容量
 

　　高頻段毫米波能夠提升傳輸速率，但高頻信號很難穿過固體。隨著傳輸距離的增加，傳輸速率會相比 4G 的低頻段下降的更快。為保證穩(wěn)定的傳輸速率，需要更多基站，以便穩(wěn)定的信號傳輸效果。 5G 技術(shù)引入了體積小，耗能低的微基站，這種基站可以安裝部署在城市的任何位置，可以安裝到路燈、信號燈、商場、住房等等。每個基站可以從其它基站接收信號并向任何位置的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。信號接收均勻，承載量大，形成泛在網(wǎng)，解決高頻段長距離傳輸差的缺點(diǎn)。
 

　　這也讓物聯(lián)網(wǎng)成為一種可能。在 5G 網(wǎng)絡(luò)中，除了智能手機(jī)、PC 等常見 3C 產(chǎn)品。更多的終端設(shè)備也可以納入到網(wǎng)絡(luò)中，如可以通過網(wǎng)絡(luò)控制的智能家具產(chǎn)品，如智能插座、智能空調(diào)、智能冰箱以及智能穿戴設(shè)備等等。而在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中，不同的應(yīng)用場景。網(wǎng)絡(luò)的需求不盡相同。一些終端設(shè)備需要大量實(shí)時數(shù)據(jù)快速處理反饋，而一些終端設(shè)備只需要少量數(shù)據(jù)或幾個 bit 的數(shù)據(jù)傳輸。它對傳輸?shù)乃俣确磻?yīng)要求都不高，甚至可能一兩月才更新少量的數(shù)據(jù)。比如水表、電表類的使用量信息顯示。所以在 5G 網(wǎng)絡(luò)中，需要能自動識別出設(shè)備終端對網(wǎng)絡(luò)的需求，分別使用不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬。當(dāng)少量數(shù)據(jù)傳輸時， 5G 智能識別使用耗能較小的窄帶網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)的傳輸，從而有效減少能源的消耗和使用，保證終端設(shè)備的低耗長時運(yùn)作的使用性。實(shí)現(xiàn)真正的萬物互聯(lián)。
 

　　低延時
 

　　相比 4G 來說，5G 在現(xiàn)有的技術(shù)架構(gòu)上進(jìn)行了很大的優(yōu)化和調(diào)整。為實(shí)現(xiàn)超低延時，5G 從接入網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)、骨干網(wǎng)各個方面一起著手進(jìn)行。
 

　　在大幅度降低空口傳輸延時的同時，盡可能減少轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，縮短節(jié)點(diǎn)之間的距離。引入網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，把物理上的網(wǎng)絡(luò)切片，劃分為 N 張邏輯網(wǎng)絡(luò)以適應(yīng)不同應(yīng)用場景。 將核心網(wǎng)控制功能下沉，部署到接入網(wǎng)邊緣，趨近用戶，縮減傳輸距離，減少延時。
 

　　4G 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)器集中于中心機(jī)房，距離終端遠(yuǎn)，中間需要經(jīng)過多個傳輸節(jié)點(diǎn)。5G 通過邊緣計算技術(shù)將接入網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行深度融合，在接入網(wǎng)邊緣部署計算、處理和存儲功能的云計算設(shè)備，構(gòu)建yi動便捷云，提供信息技術(shù)服務(wù)環(huán)境和云計算能力。可以減少數(shù)據(jù)傳輸過程中的轉(zhuǎn)發(fā)和處理時間，降低端到端的延時。
 

　　低延時讓無人駕駛成為可能。一輛汽車在 60Km/h 的速度下。50ms 的剎車緊急制動的距離為 1m，10ms 為 17 cm， 1ms 為 17mm。 在 4G 網(wǎng)絡(luò)延遲大概為 50ms。50ms 的時間大概制動距離為 1m。這可能就是生死間的差距，而 5G 網(wǎng)絡(luò)低至 1ms 的延遲，讓自動駕駛在馬路上保障行駛安全成為可能。大家都知道重慶萬州公交墜江時間，如果當(dāng)時公交車使用的是 5G 技術(shù)，搭載智能監(jiān)控和智能系統(tǒng)管理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)車輛偏離正常軌跡，要沖出橋堤的時候，緊急制定系統(tǒng)通過低延時特性，1ms 中剎住，可能就不會造成悲劇的發(fā)生了。
 

　　4G 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)速率大幅提升，進(jìn)入了yi動寬帶時代，成就了互聯(lián)網(wǎng)，改變了人們的生活方式。無論是點(diǎn)餐、外賣、支付等都被yi動端改變，白領(lǐng)日常訂餐、周末睡個懶覺，餓了嗎、美團(tuán)等，手機(jī) App 上一健點(diǎn)餐、快速配送上門、網(wǎng)上支付快捷又便宜，生活被外賣改變，外出都變少了；網(wǎng)上購物的便利，去實(shí)體店、超市都變少了，直接網(wǎng)購搞定。再到直播服務(wù)斗魚，熊貓平臺的興起，以及短視頻快手，抖音的大熱，也同樣改變我們的娛樂方式。
 

　　4G 改變生活，而 5G 將會改變整個社會。從 VR/AR 等虛擬物品、虛擬人物、增強(qiáng)情景信息等方式給人們?nèi)碌拿襟w體驗(yàn)。它還將進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時代，并滲透進(jìn)至各行各業(yè)。車聯(lián)網(wǎng)、智能制造、物流跟蹤系統(tǒng)、智能農(nóng)業(yè)、市政抄表等。當(dāng) 5G 到來之時，亦是社會dian覆之際。從而走向數(shù)字化，信息化的智能世界。