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5G 到底是什么?今年該買 5G 手機嗎?5G無線網絡


時間: 2020-04-26    來源: 北京企業光纖接入有限公司

 

近一年手機圈最大的熱點毫無疑問就是 5G 了,各大手機廠商也爭先恐后的宣布自己的 5G 手機。然而說來說去,也沒有哪一家廠商告訴我們,5G 到底能干嘛?

 

今天我們就來看一看,5G 以及 5G 手機究竟能給我們帶來什么?

 

 

5G 比 4G 強在了哪?
 

從 2G 到 5G,每一代移動通信技術都經歷著網速的變革。想要提升網速,就要提升帶寬。
 

 

我們都知道,無線通信是通過電磁波來傳遞信號的。電磁波的頻率越高,其可容納帶寬就越大。所以提升網速最直接的方式就是提升頻率。這也正是每一代網絡升級的核心。


如果頻率越高,網速越快,那為什么一開始不用高頻率呢?其實不是不想用,而是用不起。

 

這里就要引入我們初中學過的一個公式,由于光速不變,頻率越高,波長就越短。


由于電磁波的特性,波長越短,繞射(衍射)能力就越弱,但穿透能力越強。所以當高頻波遇到障礙物會直接穿透,而不是繞過去,進而導致信號衰減嚴重。



也就是說,4G 信號之所以傳播的遠,是因為它遇到障礙物就會選擇繞過去,而5G信號由于穿透能力比 4G 信號強,遇到障礙物就會選擇穿透,所以在障礙物多的地方,信號覆蓋面積自然就不如 4G。4G 基站的覆蓋半徑約為 1-3 公里,而 5G 基站的覆蓋半徑僅為100-300米。(典型值)


簡單來說就是,高頻率雖然能帶來更快的網速,但是在傳播能力上不如低頻率。

 

相信大家在生活中也有體會,往往到了野外,4G 已經不能用了,而 2G 還可以,除了4G建設的較晚,基站數量少之外,主要就是因為一個 2G 的基站覆蓋面積遠大于 4G 基站?梢杂酶俚 2G 基站去覆蓋更大的面積,有效地降低了成本。



 

所以,相同面積下,需要更多的基站,這也就意味著想要達到完美的覆蓋,成本將成倍增加。同時,更多基站帶來的維護成本也會成倍提升。

 

 

可見,5G 不僅帶來了更快的網速,也由于用了更高頻率的電波,導致了信號以及覆蓋方面的問題,為了解決這些問題,就有了以下幾項重要的 5G 技術:

小基站——讓室內信號變得更好



 

由于 5G 的繞射能力變差,這就意味著在室內的信號將會慘不忍賭,為了解覆蓋盲點的問題,廠商們推出了小基站。

 

 

一般我們對基站的概念就是「大鐵塔」或者長長的天線,而小基站則只有路由器那么大,可以部署在室內,解決室內信號差的情況。



Massive MIMO(多天線)——提升信號強度

相信大家對 MIMO 這個詞此并不陌生,MIMO 的意思就是多收多發(Multiple-Input Multiple-Output),在 4G 時代,大部分手機可以實現 4×4MIMO,而到了 5G 時代,手機的天線數量會增加到 64/128/256 根。


 

能放下如此多的天線,也是由于波長變短,在5G之下,在同等體積之下,可以布置更多的天線,以彌補高頻帶來的信號損失。

 

 

Massive MIMO 同樣是為了解決毫米波的信號衰減問題,因為國家對天線功率有上限限制,所以,不可能隨意增加發射功率,受制于材料特性和物理規律,也不可能無限提高發射天線和接收天線的增益。唯一可行的解決方案是就是增加發射天線和接收天線的數量。

更先進的波束賦形——信號的精準傳輸

如果說 Massive MIMO 是把道路變多了,那么波束賦形就像一個導航一樣,把天線的信號更好的引導到設備上,通過精準的傳遞來減小信號傳輸的衰減。



基站發射信號就像燈泡發光一樣,手機就像房間里的某一個小區域,基站本身是只想點亮手機的區域,而其他區域的光線就浪費了。而有了波束賦形以后,就像手電筒一樣,精準的照到想去區域。



全雙工——同時上傳下載

 

為了避免干擾,現有的無線發射裝置都不能同時發送和接受信號,為了提高數據傳輸速率,就有了全雙工。

 

 

全雙工就可以實現同時收發信號,把數據傳輸速率提升兩倍,代價就是自干擾,當然 5G 的其他技術也可以減少這種干擾,就不過多贅述了。



說起無線通信,就不得不提香農公式。其實 5G 所有的技術,都是為了提升這個公式的參數而設計的:




簡單來說,公式里的 C 值越大,網速就越快,那想要提升 C 的值,就要提升 B 或者 S/N 的值,所有的 5G 技術都是為了提升這兩個值。

 

具體來說就是:

 

毫米波——提升頻帶寬度(B)

更先進的波束賦形——提升信噪比(S/N)

多天線、全雙工——提升頻帶寬度和信噪比(B&S/N)
 

 

今年的 5G 手機值得買嗎?

 

說完了5G的幾個重要指標,再來說說最近各大廠商都將要今年推出的5G手機,究竟值得買嗎?

 

 

 

首先是外觀,未來的 5G 手機,由于多天線技術,手機中框應該無法承受如此多數量的天線,所以會做到機身里面?紤]到金屬會屏蔽信號,未來的手機后蓋應該會朝著玻璃或者塑料發展。金屬機身的手機應該會越來越少。


 

每一代移動通信都提升了網速,而在不同網速之下,能做的事是不一樣的。就像3G讓應用程序的使用變成可能,4G 帶來了移動支付、在線游戲、短視頻等等。

 

至于未來 5G 手機會出現怎樣的技術,任何人都無法斷言,5G手機到底能帶來什么,還要看未來能滿足我們什么需求。

 

 

 

越早購買 5G 手機,你為手機廠家和上游廠商分擔的研發成本越多。說白了,就是越早買越貴。根據中國移動的預判,在 2019 年 5G 預商用階段,測試、預商用 5G 終端可能在 30 款以上,其中 5G 手機的價格預計會在 8000 元以上。


 

電信分析師付亮建認為購買 5G 手機的時間最好在明年 3 月份以后,那時價格約在 5000 元至 6000 元,到明年四季度可能降至 2000 元至 3000 元。

 

 

5G并不是只要手機芯片支持5G就可以享受更快的網絡,5G是需要從手機端到基站到核心網都要重新配套,單純一個5G手機就好像超級跑車行駛在限速60的馬路上一下,再強的能力也發揮不出來。

 

就拿 4G 來說,2013年9月iPhone 5s 等 4G 手機發布后,2013 年 12 月國家下發4G牌照,兩年過后 4G 手機用戶不到 30%,直到今年,4G 手機用戶才達到 70% 以上。

 

 

如今 5G 的牌照剛剛下發不久,5G的配套設施肯定還需很長時間去建設。再加上 5G 基站覆蓋面積變小,因此相同面積需要更多的基站,相比 4G 的投入會更大,所以在普及時間上應該比 4G 還要慢。



 

因此今年的 5G 手機與 4G 手機在體驗上拉不開差距,在配套設施還不完整的情況下,5G 的用武之地并不大。

 

如果今年一定要換手機,并且一部手機打算用好幾年,5G 手機一定是更好的選擇;蛘呦荣I一臺 4G 手機過渡一下,等待 5G 手機的價格正常后再出手。

 

 

目前的 5G ,其實不完全都是真 5G,你買到的 5G 手機,很可能是沒有具備 5G 的所有功能。

 

 

這就要說 5G 的兩種組網方式——NSA 和 SA。NSA 是非獨立組網,SA 是獨立組網,簡單來說,NSA 是基于 4G 核心網下的 5G,而 SA 從基站到核心網都要全部重新建設。SA 組網可以實現更低的時延、更大的上行帶寬、網絡切片等 5G 核心功能。所以,SA 是更完備的 5G 網。


 

但是目前幾個主流的 5G 芯片,高通的 X50、巴龍 5000、三星的 Exynos 5100……只有麒麟的巴龍 5000 支持兩種組網模式,其他都只支持 NSA ,而巴龍 5000 并不向外出售。也就是說,下半年能買到的 5G 手機,多半是不完整的 5G 。

 

 

同樣支持雙模組網的高通 X55 ,也需要明年才能出貨。連工信部都宣布停止 NSA 設備的入網?梢,SA 組網才是未來


 

所以,想要享受完整的 5G,買 5G 手機時,還要注意芯片是否支持 SA 組網,F階段的 NSA 組網可能更加成熟和穩定,但不能實現 5G 的核心功能,注定是被淘汰的。

 

 

手機之外

5G大有用武之地

 

如果說 4G 的是為手機量身定做的,那5G的就是為物聯網而生的。

 

 

大多數人對于 5G 的概念就是網速變得更快了,幾分鐘就可以下載一部高清電影、可以流暢看 4K 視頻等等,但由于手機硬件的限制,你很難在這么小的屏幕上看出 4K 的差別。
 

似乎網速變的更快好像并不能對我們的生活產生更大的影響,那么 5G 究竟能給我們帶來什么呢?

 

 

互聯網發展的初期,每個家庭擁有一臺電腦,市場是以億計的。而到了智能手機時代,每個人擁有一部手機,全球有 70 億人,就有 70 億的市場,而下一個階段是物聯網,包括家里的家居,室外的公共設施,每個家庭需要聯網的設備可能有數十臺,聯網的設備可能會達到 300 億之多,這樣的市場是不可估量的。
 

有需求才有市場,正是有了 iPhone 這樣優秀的終端才推動了3G、4G 的發展。就像功能機時代,再快的網速也不會發展出王者榮耀這樣的游戲一樣。正是有了物聯網的需求,市場足夠大, 5G 才能應運而生。

 

國際電信聯盟(ITU)把 5G 的應用場景歸納為三個:增強型移動帶寬(embb)、超可靠和低時延通信(urlcc)、大規模機器類型通信(mmtc)

 

用人話來說就是:

 

 

可以說后兩項(低延遲和接入終端變多)都是為物聯網量身定做的。


 

通過使用海量機器類通信技術(mMTC),5G 把每平方公里的連接數量提升到了百萬級別,超越了 4G 至少十倍以上,連接設備瞬間從一臺手機變到了十幾臺設備。就是一個區域單位能夠連入網絡的總數極大的提高了。

 

除了連接數量的增多,連接質量同樣有了飛躍,可以說 5G 最大的升級就在于毫秒級的延遲。延遲到底有多重要呢?舉個例子:

 

王者榮耀所需要的帶寬,比較成熟的 3G 網絡就能滿足,但為什么 3G 時代幾乎沒有任何的手機在線網游呢?原因就是 3G 的延遲太大,而4G的網絡延遲比 3G 時代降低了大約 70%,達到了和有線網絡差不多的水平,所以才有越來越多的電腦游戲可以在手機上玩。

 

 

5G 帶來的毫秒級延遲,就能夠滿足一部分物聯網的需求,比如車聯網,車聯網正是自動駕駛的重要一環。如今的每一輛汽車都是孤島般的存在,而未來的自動駕駛則需要所有車的配合,可以想象,當每一輛車都互通互聯,不僅發生車禍的概率大大降低,還能夠有效緩解交通擁堵等問題。


 

5G 也許不能給手機帶來什么飛躍性的提升,但卻能改變我們的生活。

 

 

最后

 

夠用永遠是個偽命題,在汽車沒被發明時,馬車明顯是夠用的,智能手機沒被發明出來,功能機也夠用。而 4G 對目前的我們來說,也是夠用的。就像當年的 3G 一樣,同樣夠用。5G無線辦公寬帶同樣是夠用的,有需要的可以聯系我18513151009

 

 

有些東西,如果從未存在過,也不會影響當下的生活。如果它一旦存在,就好像原本就應該存在一樣理所當然。比如汽車、比如智能手機。而 5G ,很可能就是這樣的東西。
北京光纖接入,不一定是最低的價格,也不一定是最高的價格,但是絕對是您最合適的方案。


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