5G 網(wǎng)絡(luò)將使無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)吞吐量提高 10 倍并且能夠替代有線(xiàn)寬帶。但是它們什么時(shí)候能夠投入使用呢，為什么 5G 和物聯(lián)網(wǎng)如此緊密地聯(lián)系在一起呢?-- Josh Fruhlinge

　　5G 無(wú)線(xiàn) 是一個(gè)概括的術(shù)語(yǔ)，用來(lái)描述一系列更快的無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，理論上比 4G 快了 20 倍并且延遲降低了 120 倍，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和對(duì)新的高帶寬應(yīng)用的支持奠定了基礎(chǔ)。

　　什么是 5G?科技還是流行詞?

　　這個(gè)技術(shù)在世界范圍內(nèi)完全發(fā)揮它的潛能還需要數(shù)年時(shí)間，但同時(shí)當(dāng)今一些 5G 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)已經(jīng)投入使用。5G 不僅是一個(gè)技術(shù)術(shù)語(yǔ)，也是一個(gè)營(yíng)銷(xiāo)術(shù)語(yǔ)，并不是市場(chǎng)上的所有 5G 服務(wù)是標(biāo)準(zhǔn)的。

　　5G 與 4G 的速度對(duì)比

　　無(wú)線(xiàn)技術(shù)的每一代，最大的呼吁是增加速度。5G 網(wǎng)絡(luò)潛在的峰值下載速度可以達(dá)到20 Gbps，一般在 10 Gbps。這不僅僅比當(dāng)前 4G 網(wǎng)絡(luò)更快，4G 目前峰值大約 1 Gbps，并且比更多家庭的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接更快。5G 提供的網(wǎng)絡(luò)速度能夠與光纖一較高下。

　　吞吐量不是 5G 僅有的速度提升;它還有的特點(diǎn)是極大降低了網(wǎng)絡(luò)延遲。這是一個(gè)重要的區(qū)分：吞吐量用來(lái)測(cè)量花費(fèi)多久來(lái)下載一個(gè)大文件，而延遲由網(wǎng)絡(luò)瓶頸決定，延遲在往返的通訊中減慢了響應(yīng)速度。

　　延遲很難量化，因?yàn)樗蚋鞣N網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化而變化，但是 5G 網(wǎng)絡(luò)在理想情況下有能力使延遲率在 1 ms 內(nèi)?？偟膩?lái)說(shuō)，5G 延遲將比 4G 降低 60 到 120 倍。這會(huì)使很多應(yīng)用變得可能，例如當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)的延遲使它變得不實(shí)際。

　　5G 技術(shù)

　　5G 技術(shù)的基礎(chǔ)有一系列標(biāo)準(zhǔn)定義，在過(guò)去的 10 年里一直在研究更好的部分。這些里面最重要的是 5G New Radio(5G NR)，由 3GPP(一個(gè)為移動(dòng)電話(huà)開(kāi)發(fā)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化組織)組織標(biāo)準(zhǔn)化。5G NR 規(guī)定了很多 5G 設(shè)備操作的方式，于 2018 年 7 月 完成終版。

　　很多獨(dú)特的技術(shù)同時(shí)出現(xiàn)來(lái)盡可能地提升 5G 的速度并降低延遲，下面是一些重要的。

　　毫米波

　　5G 網(wǎng)絡(luò)大部分使用在 30 到 300 GHz 范圍的頻率。(正如名稱(chēng)一樣，這些頻率的波長(zhǎng)在 1 到 10 毫米之間)這些高頻范圍能夠在每個(gè)時(shí)間單元比低頻信號(hào)攜帶更多的信息，4G LTE 當(dāng)前使用的就是通常頻率在 1 GHz 以下的低頻信號(hào)，或者 WiFi，最高 6 GHz。

　　毫米波技術(shù)傳統(tǒng)上是昂貴并且難于部署的。科技進(jìn)步已經(jīng)克服了這些困難，這也是 5G 在如今成為了可能的原因。

　　小蜂窩

　　毫米波傳輸?shù)囊粋€(gè)缺點(diǎn)是當(dāng)它們傳輸通過(guò)物理對(duì)象的時(shí)候比 4G 或 WiFi 信號(hào)更容易被干擾。

　　為了克服這些，5G 基礎(chǔ)設(shè)施的模型將不同于 4G。替代了大的像景觀一樣移動(dòng)天線(xiàn)桅桿，5G 網(wǎng)絡(luò)將由分布在城市中大概間距 250 米的更小的基站提供支持，創(chuàng)建更小的服務(wù)區(qū)域。

　　這些 5G 基站的功率要求低于 4G，并且可以更容易地連接到建筑物和電線(xiàn)桿上。

　　大量的 MIMO

　　盡管 5G 基站比 4G 的對(duì)應(yīng)部分小多了，但它們卻帶了更多的天線(xiàn)。這些天線(xiàn)是多輸入多輸出的(MIMO)，意味著在相同的數(shù)據(jù)信道能夠同時(shí)處理多個(gè)雙向會(huì)話(huà)。5G 網(wǎng)絡(luò)能夠處理比 4G 網(wǎng)絡(luò)超過(guò) 20 倍的會(huì)話(huà)。

　　大量的 MIMO 保證了基站容量限制下的極大提升，允許單個(gè)基站承載更多的設(shè)備會(huì)話(huà)。這就是 5G 可能推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)更廣泛應(yīng)用的原因。理論上，更多的連接到互聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)設(shè)備能夠部署在相同的空間而不會(huì)使網(wǎng)絡(luò)被壓垮。

　　波束成形

　　確保所有的會(huì)話(huà)來(lái)回地到達(dá)正確的地方是比較棘手的，尤其是前面提到的毫米波信號(hào)的干涉問(wèn)題。為了克服這些問(wèn)題，5G 基站部署了更高級(jí)的波束技術(shù)，使用建設(shè)性和破壞性的無(wú)線(xiàn)電干擾來(lái)使信號(hào)有向而不是廣播。這在一個(gè)特定的方向上有效地加強(qiáng)了信號(hào)強(qiáng)度和范圍。

　　5G 可獲得性

　　第一個(gè) 5G 商用網(wǎng)絡(luò) 2018 年 5 月在卡塔爾推出。自那以后，5G 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)擴(kuò)展到全世界，從阿根廷到越南。Lifewire 有一個(gè)不錯(cuò)的，經(jīng)常更新的列表.

　　牢記一點(diǎn)的是，盡管這樣，目前不是所有的 5G 網(wǎng)絡(luò)都履行了所有的技術(shù)承諾。一些早期的 5G 產(chǎn)品依賴(lài)于現(xiàn)有的 4G 基礎(chǔ)設(shè)施，減少了可以獲得的潛在速度;其它服務(wù)為了市場(chǎng)目的而標(biāo)榜 5G 但是并不符合標(biāo)準(zhǔn)。仔細(xì)觀察美國(guó)無(wú)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)商的產(chǎn)品都會(huì)發(fā)現(xiàn)一些陷阱。

　　無(wú)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)商和 5G

　　技術(shù)上講，5G 服務(wù)如今在美國(guó)已經(jīng)可獲得了。但聲明中包含的注意事項(xiàng)因運(yùn)營(yíng)商而異，表明 5G 普及之前還有很長(zhǎng)的路要走。

　　Verizon 可能是早期 5G 最大的推動(dòng)者。它宣告到 2018 年 10 月 將有 4 個(gè)城市成為 5G 家庭的一部分，這是一項(xiàng)需要你的其他設(shè)備通過(guò) WiFi 來(lái)連接特定的 5G 熱點(diǎn)，由熱點(diǎn)連接到網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)。

　　Verizon 計(jì)劃四月在 Minneapolis 和 Chicago 發(fā)布 5G 移動(dòng)服務(wù)，該服務(wù)將在這一年內(nèi)傳播到其他城市。訪(fǎng)問(wèn) 5G 網(wǎng)絡(luò)將需要消費(fèi)者每月額外花費(fèi)費(fèi)用，加上購(gòu)買(mǎi)能夠?qū)嶋H訪(fǎng)問(wèn) 5G 的手機(jī)花費(fèi)(稍后會(huì)詳細(xì)介紹)。另外，Verizon 的部署被稱(chēng)作 5G TF，實(shí)際上不符合 5G NR 的標(biāo)準(zhǔn)。

　　AT&T 聲明在 2018 年 12 月將有美國(guó)的 12 個(gè)城市可以使用 5G，在 2019 年的末尾將增加 9 個(gè)城市，但最終在這些城市里，只有市中心商業(yè)區(qū)能夠訪(fǎng)問(wèn)。為了訪(fǎng)問(wèn) 5G 網(wǎng)絡(luò)，需要一個(gè)特定的 Netgear 熱點(diǎn)來(lái)連接到 5G 服務(wù)，然后為手機(jī)和其他設(shè)備提供一個(gè) Wi-Fi 信號(hào)。

　　與此同時(shí)，AT&T 也在推出 4G 網(wǎng)絡(luò)的速度提升計(jì)劃，被成為 5GE，即使這些提升和 5G 網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有關(guān)系。

　　Sprint 將在 2019 年 5 月之前在四個(gè)城市提供 5G 服務(wù)，在年末將有更多。但是 Sprint 的 5G 產(chǎn)品充分利用了 MIMO 單元，他們沒(méi)有使用毫米波信道，意味著 Sprint 的用戶(hù)不會(huì)看到像其他運(yùn)營(yíng)商一樣的速度提升。

　　T-Mobile 采用相似的模型，它在 2019 年年底之前不會(huì)推出 5G 服務(wù)，因?yàn)樗麄儧](méi)有手機(jī)能夠連接到它。

　　一個(gè)可能阻止 5G 速度的迅速傳播的障礙是需要鋪開(kāi)所有這些小蜂窩基站。它們小的尺寸和較低的功耗需求使它們技術(shù)上比 4G 技術(shù)更容易部署，但這不意味著它能夠很簡(jiǎn)單的使政府和財(cái)產(chǎn)擁有者信服到處安裝一堆基站。Verizon 實(shí)際上建立了向本地民選官員請(qǐng)?jiān)傅木W(wǎng)站來(lái)加速 5G 基站的部署。

　　5G 手機(jī)：何時(shí)可獲得?何時(shí)可以買(mǎi)?

　　第一部聲稱(chēng)為 5G 手機(jī)的是 Samsung Galaxy S10 5G，將在 2019 年夏末首發(fā)。你也可以從 Verizon 訂閱一個(gè)“Moto Mod”，用來(lái)轉(zhuǎn)換 Moto Z3 手機(jī)為 5G 兼容設(shè)備。

　　但是除非你不能忍受作為一個(gè)早期使用者的誘惑，你會(huì)希望再等待一下;一些關(guān)于運(yùn)營(yíng)商的奇怪和突顯的問(wèn)題意味著可能你的手機(jī)不兼容你的運(yùn)營(yíng)商的整個(gè) 5G 網(wǎng)絡(luò)。

　　一個(gè)可能令你吃驚的落后者是蘋(píng)果：分析者確信最早直到 2020 年以前 iPhone 不會(huì)與 5G 兼容。但這符合該公司的特點(diǎn);蘋(píng)果在 2012 年末也落后于三星發(fā)布兼容 4G 的手機(jī)。

　　不可否認(rèn)，5G 洪流已經(jīng)到來(lái)。5G 兼容的設(shè)備在 2019 年統(tǒng)治了巴塞羅那世界移動(dòng)大會(huì)，因此期待視野里有更多的選擇。

　　為什么人們已經(jīng)在討論 6G 了?

　　一些專(zhuān)家說(shuō)缺點(diǎn)是5G 不能夠達(dá)到延遲和可靠性的目標(biāo)。這些完美主義者已經(jīng)在探尋 6G，來(lái)試圖解決這些缺點(diǎn)。

　　有一個(gè)研究新的能夠融入 6G 技術(shù)的小組，自稱(chēng)為“融合 TeraHertz 通信與傳感中心”(ComSenTer)。根據(jù)說(shuō)明，他們努力讓每個(gè)設(shè)備的帶寬達(dá)到 100Gbps。

　　除了增加可靠性，還突破了可靠性并增加速度，6G 同樣試圖允許上千的并發(fā)連接。如果成功的話(huà)，這個(gè)特點(diǎn)將幫助物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，使在工業(yè)設(shè)置中部署上千個(gè)傳感器。

　　即使仍在胚胎當(dāng)中，6G 已經(jīng)由于新發(fā)現(xiàn)的 在基于 tera-hretz 的網(wǎng)絡(luò)中潛在的中間人攻擊的緊迫性面臨安全的考慮。好消息是有大量時(shí)間來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。6G 網(wǎng)絡(luò)直到 2030 之前才可能出現(xiàn)。