5G来了！你不行不知的技能趋势与尺度

2017年，5G技能的应用已经被公共所知，譬喻自动驾驶、小我私人AI助手、长途医疗等，都将由于5G技能的打破而实现，到底5G与4G技能的差别在那边呢？这就得从有线、无线传输开始提及。

顾名思义，有线传输代表透过实体介质传送数据，而无线传输则是透过电磁波传送讯号到基地台，接着转往电信体系商的机房传输。以有线传输来说，今朝单条光纤最高速率已经能到达26Tbps，险些是传统网速的上万倍之快，因此，当宿天下各国苦心钻研的，是冲破无线传输的速率限定。

5G技能除了常见的电磁波传送外，连年窜红的尚有光波传输Li-Fi（Light Fidelity），是相等于Wi-Fi的可见光无线通讯（VLC）技能，能操作发光二极管（LED）灯胆的光波传输数据，除能提供照明与无线联网，还可停止发生电磁滋扰。

图1 ： 整合物联网的全新收集

然而在无线传输技能的研发主流上，还是以电磁波传输为主，个中的频率范畴饰演了重要脚色，它的公式道理也很简朴─频率越低（如特低频VLF，3-30KHz），速率越慢，同时它的波长也就越长（长波，1，000Km-100Km），传输范畴更广，今朝首要的应用为长途离通讯。

反之亦然，频率越高（至高频EHF，30-300GHz），速率越快，波长越短（毫米波，10mm-1mm），撒播范畴也就越短。

而今朝的第五代移动通信体系（5G）尺度，固然估量将于2018年中订出，但下一代移动收集同盟（Next Generation Mobile Networks Alliance）则起初界说了5G收集的要求：以10Mbps的数据传输速度支持数万用户；以1Gbps的数据传输速度同时提供应在统一楼办公的很多职员等等划定；支持数十万的并发毗连以用于支持大局限传感器收集的陈设等。成为各大电信体系商欲告竣的方针。

5G锋利在那边？

图2 ： 5G特点表示图（Source：IEEE Computer Society）

5G并不是简朴晋升速率就好，它还得包括很多特征：包罗毫米波、MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）、波束赋形、D2D等。所谓的毫米波，也就是前述所提到的高频，然而为什么我们已往不行使速率更快的高频呢？是由于高频已往多数运用于军事上，其它则是有本钱的思量。

本钱的思量又是什么？倘使电磁波的频率越高，波长就越长，连带地它的绕射手段也就越差，就犹如卫星通信及GPS导航一样，对付传输偏向有必然要求，因此，电信体系商就得兴建更多的基地站来转达讯号，本钱也就随着水涨船高。举例来说，本来一个4G的基地台就能包围的范畴，5G基地台就得装设6-8个基地台才够用。

为了办理这项题目，大都电信商会行使微型基地台（Microcell），来代替过往的大基地台，本钱也能随着降落，这时也会激发一些疑虑，假如架设了这么多的基地台，会不会造成更多的辐射污染呢？

这可以用一种简朴的模仿来声名：在一间房间里，用一个大功率的暖炉好，照旧数个小功率的暖炉好呢？谜底虽然是后者，由于后者的包围精采，热能不集中中于某地区散播，而是相对分手，而且速率快，功率影响也更小。

而MIMO又是什么呢？谜底是装设“更多的天线”。为什么智妙手机内能容纳更多支天线呢？是由于当频率越高时，波黑白，天线也就随着收缩。已往的年迈大多有一只长长的天线，目前日却已经不常见了，并不是由于它们不再被必要，而是缩小嵌入整只手机里头去了。

而5G期间行使的毫米波，天线也能再度缩小。因此，除了可以将更多的天线塞入手机外，微型基地台内也能放入更多的天线，吸取与发送讯号的窗口越多，处理赏罚速率也能大幅增进，到达所谓的“多进多出”。

节制电磁波的传输偏向

再来是具备高技能门坎的波束赋形。电磁波的传输，一样平常是用四散、广播的方法转达讯号，然而我们凡是只必要将讯号朝着某偏向转达即可，大都的电磁波能量都被大幅挥霍。

而波束赋形则是可以节制射频讯号，使得基地台站上的电磁波，能瞄准它提供处事的工具（智妙手机），并随之改变偏向。透过此项精准转达讯号的处事，可以大大晋升基地站的处事数目。

图3 ： 多天线MIMO表示图（Source：Rick Janse Kok MBA）

最后一项5G特征─D2D（Device to Device），则代表当日后行使5G技能时，不再必要透过基地台来转送讯号，即可让相近的两台无线装置可以或许成立直接联机（Device-to-Device Link）来举办通信，大幅度地低落基地站的行使资源。

5G在糊口中实现

而在什么时辰才气够看到5G实此刻一般糊口中呢？今朝已经有部门5G技能开始举办测试，譬喻美国AT&T和Verizon正测试家庭和企业的5G宽带固网；而韩国的电信商则但愿趁着2018年平昌冬季奥运会时，可以或许提前让5G收集到位；天下各地的电信商则预估将在2020年开始提供5G的移动处事。

2017年11月，美国电信商Verizon也公布在2018下半年将在加州推出业界第一个商用5G牢靠无线接入宽带收集处事，并在年底前扩张市场。另外，Verizon公布将和瑞典电信装备制造商Ericsson相助，Ericsson将成为2018年商用牢靠无线接入5G处事的收集装备供货商。

今朝各家电信商正在举办多种模子的测试校正，包括收集的成立方法以及行使的电磁波频段，可预见的是，5G将是新一波的沙场，胜出的技能和方案将成为业界尺度，也能在新世代中取得率领职位。

（编辑：湖南网）

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