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漫畫科普 | 5G到底是個什麼玩意兒?

導讀:幾乎是一夜之間,華為、小米、三星等國內外手機廠商紛紛發佈新機,不知你看(mai)中(de)了(qi)哪一款?不管哪一款,它們都有一個共同的買點:支持5G。

2019年,中國將實現5G商用,5G是什麼?將怎樣改變我們的生活?

 

作者:Sheldon

繪製:Mirror、黃獃

本文來自“科普中國”,首發於“企鵝科學”公眾號,“大資料”經授權轉載

我們這一代人的生活,變化實在是太快了。撥號上網仿佛還在昨天,今天就要迎來5G時代了。

那麼,5G到底是個啥?對我們又有啥好處?

01 什麼叫5G?

5G的G是英文Generation的縮寫,也就是“世代”的意思。說白了,5G就是:

它就跟大哥大變成智慧手機,DOS系統變Win10,綠皮車變復興號一樣,都是一種大幅度的技術升級。

將來5G升完級以後,不但比現在的4G厲害,很可能比現在的4G和家庭寬帶加起來還要厲害很多!

所以,世界各國的通信服務商都傾盡全力提前佈局,希望能趕上5G這趟大幅升(zhuàn)級(qián)的快車!

那麼,說實在的,5G實現了以後,到底有啥好處呢?

02 5G的三大好處?

從咱老百姓的角度看,5G主要有三大好處:一是辦事快,二是不拖延,三是擠不爆

1. 辦事快

根據一項互聯網報告,把世界上最快的4G網速(挪威,平均63 Mb/s)和最快的寬帶網速(新加坡,平均189 Mb/s)加到一塊兒,也沒有5G的網速高(理論網速10000 Mb/s)。

有了5G以後,下載一部4K電影,可能就是上個洗手間的功夫。

2. 不拖延

在網上辦事,就像在路上開車,你不可能一路都是高速。正常的辦事流程,一定是一會兒高速一會兒省道,運氣不好的時候還得進市區等紅燈。

所以,甭管4G和寬帶看起來有多快,玩游戲、看視頻時,難免遇到卡頓的現象。這就是——網絡延遲

有了5G以後,網絡延遲基本上就治好了。因為5G的網絡延遲大約是1毫秒。1毫秒什麼概念?就是千分之一秒。

3. 擠不爆

一條高速公路,車道再多、車速再快,也架不住春運的流量高峰。同樣的道理,咱們平時擠地鐵、逛商場、看比賽的時候總是會發現,要麼4G死活連不上,要麼連上了卻發不了朋友圈。

這是因為你身邊的手機太多太密集了,大家都在刷手機把網絡擠爆了。

有了5G以後,就算十萬人一起在足球場看比賽,網絡也不會擠爆。因為5G在每平方公里可以讓100萬台設備同時上網。

當然,5G的辦事快、不拖延和擠不爆這三大好處,並不僅是為了提升現有的上網體驗。有了這三大好處,它還能實現更遠大的野心!

03 5G的三大野心

5G的三大野心,其實就是要搞定三個長期吹牛、始終沒落地的技術:VR(虛擬現實)、自動駕駛、物聯網

1. VR

VR要想玩的溜,圖像就得逼真,不然只能叫虛擬Windows屏保。

而且,如果網絡延遲太厲害,戴VR頭盔的人就會頭暈。

所以,要想隨時隨地玩VR,就得先用上5G。

2. 自動駕駛

舉個例子,現在的汽車自動駕駛系統做得再厲害,它的攝像頭也只能看到一小段路況。如果大卡車、彎道、坡道擋住了它的視線,汽車就可能發生危險。

要想解決這個問題,汽車的自動駕駛系統,必須保持時刻在線。而且,它收到的資料必須沒有延遲。

所以,要想沒駕照也能開車,就得先用上5G。

3. 物聯網

所謂物聯網,就是說不但你的手機、VR和汽車能上網,你家電視、空調、冰箱、浴霸、花盆、門鎖都能上網,甚至連你吃的水果、蔬菜、牛肉、三文魚在生產、加工、運輸的過程中都能上網。

大家都知道,物聯網的概念已經提(chuī)出(niú)很多年了,之所以沒有實現,一個很重要的原因是網絡容量不夠。

所以,要想連花盆都能上網,就得先用上5G。

那麼,如何才能讓5G真的很厲害,而不是像那三個技術一樣,長期吹牛、始終不落地呢?

04 如何把5G造出來?

要想把5G造出來,只用一兩個小發明小創新遠遠不夠。從技術的角度看,5G是對現有移動通信系統的全面革新。

我們用5個方面的例子說明,這5個例子是天線多、道路寬、色號全、站點密和瞄的準

1. 天線多

5G和其他幾G一樣,都是用電磁波來運送信息。但是5G信號的波長比其他信號的波長更短,屬於毫米級。

波長短了,天線就短,天線短了,一個設備就能同時放進很多根天線。這就能保證5G設備同時發出和接收很多組信號。這叫做大規模多進多出技術(massive MIMO)。

2. 道路寬

由於5G信號的頻率範圍是28~39 GHz,它可以給每個頻道的信息分配400MHz寬的道路,比4G的道路寬20倍。這就保證每條道路上能同時容納更多的“車流”。

3. 色號全

在每一個頻道中,5G信號可以發出很多組信號,每一組信號的頻率非常接近,而且不會導致接收信號的時候分不清誰是誰。

這叫作正交頻分復用(OFDM)。

這就好比5G讓不同顏色的口紅傳遞不同型別的信息,因為接收信息的人分得清口紅色號,所以5G敢於把色號配齊,不怕混淆。

4. 站點密

說白了,移動通信就是讓手機一邊到處走,一邊和附近的基站說話。

由於5G信號的波長變短,它必須把基站建得很密。這樣一來,每個手機附近總會有一個基站。手機和基站離得近了,它們說話時就不用使勁喊,結果就是更加省電。

5. 瞄的準

5G允許你坐在每小時500公里的車上而不掉線。這就要求,手機和基站之間互相聯繫的時候,必須知道對方在哪個方向,並且得正對著那個方向說話。所以,5G會用到一種特殊的技術,叫作波束賦形。

如果不用波束賦形,電磁波的波束就會很寬。這時,基站必須朝著一個範圍使勁發信號。手機多了,基站發出的信號會相互干擾,傳輸質量肯定保證不了。

當然,上面說的幾個創新也只是5G的一個方面。要想趕快用上5G,我們還需要標準制定、芯片設計、硬體生產、系統集成、設備部署和服務運營等全行業的不懈努力。

我們期待,作為擁有14億人口的世界第二大經濟體,我們國家能夠早日普及5G,讓每一個老百姓都能進一步享受到信息革命帶來的巨大便利。

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