2020-11-11
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5G(第五代网络)正在发展中。这项技术有望带来超快的速度并消除拥塞，有望彻底改变移动网络并创造新的经济机会：但是，它将如何做到这一点?它与4G有何不同?
备受期待的第五代移动电信技术，即5G。有望成为移动网络的一个巨大变化-有望以指数级速度更快地实现实时下载和数据共享。
今年年末，一些移动运营商将在英国不同城市推出5G首次迭代的试验，并且全球范围内已经启动了许多试验区。总部位于美国的Verizon首次在美国启动了商用5G，瑞士的Swisscom和爱立信也在其中，而其他启用5G的地区则在中国为主的亚太地区。
爱立信预测，到2024年，将有15亿用户(占全球人口覆盖率的40%)使用5G网络。但是这项技术实际上是如何工作的，现实会不会辜负人们的期望呢?
5G是一种新的数字系统，用于通过空中转换字节(数据单位)。它使用5G新无线电接口以及其他新技术，利用更高的无线电频率(4G时为700Hz，相比700Hz-2500MHz更高的无线电频率)以指数方式传输更多数据，以实现更快的速度，减少的拥塞和更低的延迟，这是指令开始数据传输之前的延迟。
这个使用毫米波频谱的新界面可以在同一地理区域内使用更多设备。4G可以支持每平方公里约4,000个设备，而5G可以支持约一百万个设备。这意味着更多的短视频媒体、语音呼叫和视频传播在有限的空域中可以无中断地进行传输。
5G还使用了一种称为Massive MIMO的新数字技术，该技术代表多路输入多路输出，它使用多个目标光束聚焦并跟踪小区周围的用户，从而提高了覆盖范围，速度和容量。当前的网络技术像泛光灯一样工作，照亮一个区域，但浪费大量的光/信号。推出5G的一部分工作涉及在现有4G基础架构之上，向所有移动网络基站安装Massive MIMO和5G New Radio。
与第三代移动网络相比，4G能够提供以前无法实现的高质量视频流和通话，这意味着现在每天例行观看直播电视都是通勤的。然而，更多的视频流媒体增加了网络的拥塞。
4G达到了可以跨频谱块快速传输多少数据的技术极限。 5G和4G之间的主要区别在于，这种拥塞将被消除。 这意味着在高峰时段网络信号不会再有多条，而是无法访问Web浏览器。
但是可以说，5G与4G的最大区别将是大规模连接物联网的网关。预计5G网络的后续迭代对于数据驱动型行业、智慧城市和基础设施管理将是革命性的，因为有可能使更多设备在同一区域正常、可靠、安全且不受干扰地工作。总体而言，由于5G使用了新技术、频谱和频率，因此与4G相比，它具有许多优势。更高的速度，更少的延迟，更大数量的连接设备的容量，更少的干扰和更高的效率。
每个运营商都拥有频谱块，该频谱块是用于在整个国家/地区传输声音，数据和视频的一系列电磁射频范围。将此频谱加在一起以创建其总网络容量，从而确定它们可以多快地传输数据。
如果今天，运营商可能拥有100 MHz的频谱供其所有英国客户使用，但最终，随着5G的普及，它将增加到大约1000 MHz-这是5G的真正变化。”
这还将在系统中产生更少的延迟，这意味着将实时传输数据。
4G的延迟大约为20-30毫秒，但5G的延迟将大大低于10毫秒，在最佳情况下大约为1毫秒的延迟。而这对消费者而言，这并不重要，但是它将使事情看起来更快，但对于工业来说，例如对于远程传输数据、远程控制的重型机械而言，这将至关重要
5G网络可实现设备速度比4G快10倍左右，这意味着高质量、超高分辨率的4K视频通话(用于商业数字电影的标准)将更快地下载到智能手机和平板电脑。少于20毫秒的数据传输将是标准的。千兆位速度对少数应用来说很有用，例如通过5G网络可实现传输8k VR头戴式耳机数据，但是，对于普通用户来说，在移动设备上对这种速度的需求并不大。而使用4G网络非常即可以实现实时流式传输或下载高清视频。
预计5G将以前所未有的规模推动人与机器的连接，从而带来新的商业和经济机会。 实际上，行业分析师IHS Markit的一份报告估计，到2035年5G将为全球经济带来12.3万亿美元的收入。国际数据公司(IDC)的一项研究估计，全球创建、捕获和复制的数据量可能会从2018年为33 Zettabytes(ZB)，到2025年将达到175 ZB。
用例包括开发真正的触觉应用程序-可以实时共享触觉或体验-因此，即使距离数千英里，机器人的远程操作员也可以通过机器“感觉”和“触摸”机器。它可以用于工厂，矿山甚至远程手术。
Mills先生说：“对于关键应用程序，将延迟缩短到一到两毫秒将改变远程协调的游戏规则。”
实时，快速和可靠的网络使行业可以将机器从用于网络连接的电缆中解放出来，而变为无线连接，从而实现更灵活，自治的操作，从而提高生产率并降低成本。例如，在瑞典的Boliden Aitik矿山中，用于钻孔和爆破的支持5G的自动化将成本降低了1%，每年节省250万欧元。
而根据伍斯特郡5G联盟的研究，通过5G供电的无线工厂通过更灵活，管理更完善的生产线，制造商可以提高1-3%的生产率，从而节省数百万英镑。
预计5G还将创建真正的互联和智慧城市，并成为自动驾驶汽车的支持网络。
这些应用中，许多都可以从网络切片中受益-网络分裂以调整速度、容量、覆盖范围、加密和安全性-使用5G可以轻松实现。切片为制造商和其他公司提供了专用网络，他们可以通过它们来完全控制和支持其IoT解决方案，以实现可靠的通信，并确保服务质量以及基于云或基于边缘的计算 。这可以提供WIFI无法提供的额外安全性，它在频谱上与其他人共享，因此更容易受到干扰，而使用4G则更难实现。如果一家公司具有受法规要求控制的特别敏感的数据，则可以通过根本不同的网络块发送该数据以保护隐私，切片可以非常无缝地支持5G。
尽管测试已经在全球范围内展开，但要在英国真正实现广泛的5G覆盖，还需要低频带频谱(700-900GHz范围)，直到2020年才可用。
5G的早期发布将主要集中在人口稠密的城市地区，或者人们想要为工业4.0或汽车应用构建和测试新的5G应用的地方。也不可能成为一个“大爆炸”的时刻，5G网络“打开”，可以这么说。相反，这将是一个“进化过程”。
从2020年开始，消费者很可能会在城市中购买手机并找到5G覆盖区域。预计到2022年，大规模市场将被采用，推动最大的是中国、日韩为主的亚洲国家和美英等国家。
