一文了解什么是5G

文/Sheldon

编者按：这两天5G成为新闻热词，工业和信息化部表示近期将发放5G商用牌照，我国将进入5G商用元年。那么，到底什么是5G？5G是如何实现的？有何优点？5G时代将如何改变我们的生活？......一篇看懂。

我们这一代人的生活，变化实在是太快了。拨号上网仿佛还在昨天，今天就要迎来5G时代了。

那么，5G到底是个啥？对我们又有啥好处？

什么叫5G？

5G的G是英文Generation的缩写，也就是“世代”的意思。说白了，5G就是

它就跟大哥大变成智能手机，DOS系统变Win10，绿皮车变复兴号一样，都是一种大幅度的技术升级。

将来5G升完级以后，不但比现在的4G厉害，很可能比现在的4G和家庭宽带加起来还要厉害很多！

所以，世界各国的通信服务商都倾尽全力提前布局，希望能赶上5G这趟大幅升（zhuàn）级（qián）的快车！

那么，说实在的，5G实现了以后，到底有啥好处呢？

5G的三大好处

从咱老百姓的角度看，5G主要有三大好处：一是办事快，二是不拖延，三是挤不爆。

先说办事快。根据一项互联网报告，把世界上最快的4G网速（挪威，平均63 Mb/s）和最快的宽带网速（新加坡，平均189 Mb/s）加到一块儿，也没有5G的网速高（理论网速10000 Mb/s）。

有了5G以后，下载一部4K电影，可能就是上个洗手间的功夫。

再说不拖延。在网上办事，就像在路上开车，你不可能一路都是高速。正常的办事流程，一定是一会儿高速一会儿省道，运气不好的时候还得进市区等红灯。

所以，甭管4G和宽带看起来有多快，玩游戏、看视频时，难免遇到卡顿的现象。这就是——网络延迟。

有了5G以后，网络延迟基本上就治好了。因为5G的网络延迟大约是1毫秒。1毫秒什么概念？就是千分之一秒。

最后说挤不爆。一条高速公路，车道再多、车速再快，也架不住春运的流量高峰。同样的道理，咱们平时挤地铁、逛商场、看比赛的时候总是会发现，要么4G死活连不上，要么连上了却发不了朋友圈。

这是因为你身边的手机太多太密集了，大家都在刷手机把网络挤爆了。

有了5G以后，就算十万人一起在足球场看比赛，网络也不会挤爆。因为5G在每平方公里可以让100万台设备同时上网。

当然，5G的办事快、不拖延和挤不爆这三大好处，并不仅是为了提升现有的上网体验。有了这三大好处，它还能实现更远大的野心！

5G的三大野心

5G的三大野心，其实就是要搞定三个长期吹牛、始终没落地的技术：VR（虚拟现实）、自动驾驶，物联网。

先说VR。VR要想玩的溜，图像就得逼真，不然只能叫虚拟Windows屏保。

而且，如果网络延迟太厉害，戴VR头盔的人就会头晕。

所以，要想随时随地玩VR，就得先用上5G。

再说自动驾驶。举个例子，现在的汽车自动驾驶系统做得再厉害，它的摄像头也只能看到一小段路况。如果大卡车、弯道、坡道挡住了它的视线，汽车就可能发生危险。

要想解决这个问题，汽车的自动驾驶系统，必须保持时刻在线。而且，它收到的数据必须没有延迟。

所以，要想没驾照也能开车，就得先用上5G。

最后说物联网。所谓物联网，就是说不但你的手机、VR和汽车能上网，你家电视、空调、冰箱、浴霸、花盆、门锁都能上网，甚至连你吃的水果、蔬菜、牛肉、三文鱼在生产、加工、运输的过程中都能上网。

大家都知道，物联网的概念已经提（chuī）出（niú）很多年了，之所以没有实现，一个很重要的原因是网络容量不够。

所以，要想连花盆都能上网，就得先用上5G。

那么，如何才能让5G真的很厉害，而不是像那三个技术一样，长期吹牛、始终不落地呢？

如何把5G造出来？

要想把5G造出来，只用一两个小发明小创新远远不够。从技术的角度看，5G是对现有移动通信系统的全面革新。

我们用5个方面的例子说明，这5个例子是天线多、道路宽、色号全、站点密和瞄的准。

天线多。5G和其他几G一样，都是用电磁波来运送信息。但是5G信号的波长比其他信号的波长更短，属于毫米级。

波长短了，天线就短，天线短了，一个设备就能同时放进很多根天线。这就能保证5G设备同时发出和接收很多组信号。这叫做大规模多进多出技术（massive MIMO）。

道路宽。由于5G信号的频率范围是28～39 GHz，它可以给每个频道的信息分配400MHz宽的道路，比4G的道路宽20倍。这就保证每条道路上能同时容纳更多的“车流”。

色号全。在每一个频道中，5G信号可以发出很多组信号，每一组信号的频率非常接近，而且不会导致接收信号的时候分不清谁是谁。

这叫作正交频分复用（OFDM）。

这就好比5G让不同颜色的口红传递不同类型的信息，因为接收信息的人分得清口红色号，所以5G敢于把色号配齐，不怕混淆。

站点密。说白了，移动通信就是让手机一边到处走，一边和附近的基站说话。

由于5G信号的波长变短，它必须把基站建得很密。这样一来，每个手机附近总会有一个基站。手机和基站离得近了，它们说话时就不用使劲喊，结果就是更加省电。

瞄的准。5G允许你坐在每小时500公里的车上而不掉线。这就要求，手机和基站之间互相联系的时候，必须知道对方在哪个方向，并且得正对着那个方向说话。所以，5G会用到一种特殊的技术，叫作波束赋形。

如果不用波束赋形，电磁波的波束就会很宽。这时，基站必须朝着一个范围使劲发信号。手机多了，基站发出的信号会相互干扰，传输质量肯定保证不了。

当然，上面说的几个创新也只是5G的一个方面。要想赶快用上5G，我们还需要标准制定、芯片设计、硬件生产、系统集成、设备部署和服务运营等全行业的不懈努力。

我们期待，作为拥有14亿人口的世界第二大经济体，我们国家能够早日普及5G，让每一个老百姓都能进一步享受到信息革命带来的巨大便利。

来源：“科普中国”，首发于企鹅科学（ID：qqscience）