骨軟筋酥網(wǎng)5G讓未來(lái)可期 你準(zhǔn)備好了嗎？
5G網(wǎng)絡(luò)成為最近的期準(zhǔn)熱門(mén)話題，前不久又被平昌冬奧會(huì)的備好試商用再次推向高潮。也許你對(duì)5G并不怎么在意：不就是期準(zhǔn)網(wǎng)速提升了么？除了上網(wǎng)快還能有啥用？我4G手機(jī)上網(wǎng)已經(jīng)夠用了，5G對(duì)我來(lái)說(shuō)用處不大吧？備好還真不是，5G的期準(zhǔn)到來(lái)將給我們的生活帶來(lái)翻天覆地的變化。
5G在當(dāng)下為什么這么火？其原因可不僅僅在于網(wǎng)絡(luò)通訊的各大陣營(yíng)為5G物理層編碼方案的頭破血流之爭(zhēng)。其實(shí)從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，期準(zhǔn)之所以各大陣營(yíng)會(huì)爭(zhēng)，備好也是期準(zhǔn)因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)將在未來(lái)的通訊行業(yè)中擁有著舉足輕重的地位。今天我們就來(lái)聊一聊，備好5G到底能給我們手機(jī)的期準(zhǔn)使用帶來(lái)什么變化。
5G對(duì)于我們有啥用？備好
現(xiàn)有的手機(jī)4G網(wǎng)絡(luò)滿足我們的急速手機(jī)上網(wǎng)其實(shí)已經(jīng)綽綽有余：刷個(gè)微博或者朋友圈文字圖片加載很快，上個(gè)網(wǎng)頁(yè)也不用像2G時(shí)代一樣盯著加載條發(fā)呆，期準(zhǔn)偶爾看個(gè)短視頻，備好月底清流量看個(gè)高清視頻也都不會(huì)卡頓，期準(zhǔn)玩?zhèn)€手游延遲基本也能維持在100ms以下。現(xiàn)在4G用著就挺舒服，要5G有用嗎？想要洞悉這個(gè)問(wèn)題，我們就得先了解一下5G和已有的4G有啥區(qū)別。
5G網(wǎng)速體驗(yàn)（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）
4G的下載速度可以達(dá)到120Mbps，后來(lái)的4G+通過(guò)載波聚合技術(shù)將下載速度提到了300Mbps。而未來(lái)的5G，帶寬可以達(dá)到20Gbps，這就是5G的嚇人之處。除此之外，5G的低延遲也會(huì)給無(wú)線通訊開(kāi)辟全新的領(lǐng)域。
如果說(shuō)5G在4G的基礎(chǔ)上網(wǎng)速翻番，或者翻兩三番，那么它的作用還真不大。關(guān)鍵就在于，5G相比于4G，網(wǎng)速有著幾十甚至幾百倍的提升。當(dāng)然，前期的5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該不會(huì)達(dá)到網(wǎng)速峰值，我們看到5G帶來(lái)的變化也將是一個(gè)隨著網(wǎng)速提升而逐漸轉(zhuǎn)換的過(guò)程。那么除了上網(wǎng)體驗(yàn)的提升，5G還會(huì)給我們的智能手機(jī)帶來(lái)哪些變化呢？
1、超高的下載、上傳速度
相信經(jīng)常用手機(jī)玩大型游戲的朋友都有這樣的煩惱：下載或者更新個(gè)游戲得很長(zhǎng)時(shí)間，等游戲等得花兒都謝了。而5G網(wǎng)絡(luò)恰恰解決了這個(gè)問(wèn)題。如果網(wǎng)速真能實(shí)現(xiàn)每秒2.5GB的下載速度，那么大部分的大型游戲不到1秒就可以下載完。
還有就是手機(jī)的應(yīng)用數(shù)據(jù)、照片、視頻等大體積文件，云盤(pán)備份或下載都需要不短的時(shí)間。在5G時(shí)代，這些都不再是問(wèn)題。
2、流量不限量或?qū)⒊蔀楝F(xiàn)實(shí)
在4G時(shí)代，我們也見(jiàn)到了不限量的流量套餐，但普遍來(lái)說(shuō)資費(fèi)都比較昂貴。在5G時(shí)代，由于成GB的流量消耗以秒計(jì)，現(xiàn)在的流量收費(fèi)法則自然不再適用。我們很有可能在5G時(shí)代迎來(lái)流量的不限量。
3、手機(jī)成為萬(wàn)物互聯(lián)的控制平臺(tái)
萬(wàn)物互聯(lián)是人工智能時(shí)代背景下物聯(lián)網(wǎng)的最終極目標(biāo)之一。但目前的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展得并不透徹，現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)還比較低端。其癥結(jié)之一就是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬和延時(shí)不達(dá)標(biāo)。舉個(gè)簡(jiǎn)單例子來(lái)說(shuō)，無(wú)人駕駛的汽車(chē)需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從云端獲取數(shù)據(jù)和指令，如果存在較高的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，那么指令的傳遞將被拖延，這對(duì)于高速運(yùn)行的汽車(chē)來(lái)說(shuō)顯然是不允許的。
手機(jī)成為指令平臺(tái)（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）
萬(wàn)物互聯(lián)的意義不僅在于高度的設(shè)備自動(dòng)化，還表現(xiàn)在用戶對(duì)這些設(shè)備的自主控制上。而智能手機(jī)作為隨身攜帶的智能設(shè)備，自然也充當(dāng)了指令平臺(tái)的角色。
4、大存儲(chǔ)失去存在的意義
多大的手機(jī)存儲(chǔ)夠用？有人說(shuō)128GB,也有人說(shuō)得256GB，毫無(wú)疑問(wèn)，我們已經(jīng)進(jìn)入了手機(jī)大存儲(chǔ)時(shí)代。而隨著5G的普及，大存儲(chǔ)也將失去意義，其原因就在于足夠高的網(wǎng)速允許了大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。需要什么，從云端獲取即可。舉個(gè)例子說(shuō)，60幀的4K電影，一部需要幾十GB的存儲(chǔ)空間。有了5G，帶寬足夠保證60幀的4K視頻實(shí)時(shí)播放不卡頓。
也有人會(huì)說(shuō)，隨著軟件需要的空間變大，大存儲(chǔ)是少不了的。其實(shí)不然，網(wǎng)絡(luò)有了充足的帶寬和超低的延時(shí)，這就允許了軟件安裝在云端服務(wù)器上。手機(jī)用來(lái)傳輸指令并接收畫(huà)面即可。
5、性能不再是智能手機(jī)的瓶頸
剛才我們提到了軟件的云端安裝，其實(shí)這個(gè)途徑不僅可以節(jié)省手機(jī)存儲(chǔ)，也可以解決手機(jī)存在的性能瓶頸。雖然移動(dòng)端處理器的性能一直在提升，但與服務(wù)器級(jí)別的處理性能相比還存在天壤之差。也就是說(shuō)，在5G時(shí)代很有可能繼云盤(pán)之后出現(xiàn)手機(jī)云處理器、云顯卡的概念，用手機(jī)使用專業(yè)軟件、運(yùn)行大型電腦游戲不再是問(wèn)題。
蘋(píng)果Mac上的GeForce Now云端顯卡功能（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）
而且，由于手機(jī)端僅是發(fā)出指令和接收?qǐng)D像，所以手機(jī)處理器的功耗將大大降低。在未來(lái)，手機(jī)處理器將不再成為決定手機(jī)檔次高低的關(guān)鍵性因素，但負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕鶐А⒄{(diào)制解調(diào)器等會(huì)扮演越來(lái)越重要的角色。
從平昌冬奧會(huì)說(shuō)起的5G功能
我們可以看到，5G給智能手機(jī)帶來(lái)的不僅僅是網(wǎng)速的提升，同時(shí)推動(dòng)了智能手機(jī)由本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算處理的架構(gòu)向著云端遷移的轉(zhuǎn)變。但5G的到來(lái)改變的不僅僅是智能手機(jī)，它將改變無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)生活的方方面面。我們不妨從平昌冬奧會(huì)的5G試商用說(shuō)起。
VR觀賽（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）
在本次冬奧會(huì)，比較吸引我們眼球的就是大量的用于沉浸式觀賽的5G體驗(yàn)服務(wù)：全景視角同步觀賽、時(shí)間切片、VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等等。通過(guò)在場(chǎng)館多位置、運(yùn)動(dòng)器材、運(yùn)動(dòng)員身上安裝傳感器、攝像頭以及5G通訊模塊，觀眾可以實(shí)時(shí)獲取來(lái)自各個(gè)方位攝像頭拍攝的高清圖像。有趣的是，由于短道速滑和花樣滑冰賽場(chǎng)四周設(shè)有多臺(tái)攝像機(jī)，時(shí)間切片可以對(duì)選手每時(shí)每刻的動(dòng)作進(jìn)行360度的切割和回放。
帶來(lái)更好的娛樂(lè)體驗(yàn)
VR觀賽其實(shí)是個(gè)早就有的概念，通過(guò)場(chǎng)館內(nèi)不同位置的360度全景相機(jī)獲得全角度的虛擬現(xiàn)實(shí)視角。這種VR觀賽不僅適用于運(yùn)動(dòng)比賽，對(duì)大型演唱會(huì)等群體活動(dòng)的在線觀看也由很好的效果。之前沒(méi)有流行起來(lái)的原因就在于網(wǎng)絡(luò)帶寬不足、網(wǎng)絡(luò)延遲高，導(dǎo)致視頻卡頓、畫(huà)面質(zhì)量差等情況。本次的冬奧會(huì)則通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)將高清視頻信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)絍R區(qū)域，實(shí)現(xiàn)流暢、清晰、實(shí)時(shí)的觀賽體驗(yàn)。
傳統(tǒng)PC VR設(shè)備并不便攜（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）
說(shuō)起VR，現(xiàn)在的設(shè)備大多給人的印象就是沉重、體驗(yàn)差。移動(dòng)式VR設(shè)備雖然便攜性提升，但性能限制了圖像分辨率、幀數(shù)的提升。而PC的VR設(shè)備需要連接電腦，雖然性能充足，但難免笨重。5G的到來(lái)恰恰解決了這些問(wèn)題，5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬允許和低延遲保證了大量數(shù)據(jù)的輸送，使體驗(yàn)更加接近有線連接。
推動(dòng)工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等遠(yuǎn)程控制技術(shù)
5G時(shí)代可能實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程醫(yī)療（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）
現(xiàn)在的VR設(shè)備，大多都用在了觀影和游戲上。在5G時(shí)代，VR更多的實(shí)用功能將被開(kāi)發(fā)出來(lái)，比如通過(guò)VR設(shè)備連接無(wú)人機(jī)、連接機(jī)器人，進(jìn)行工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療工作等等。較低的延遲和足夠的帶寬允許了指令的及時(shí)送達(dá)和數(shù)據(jù)的大量傳送，保證了遠(yuǎn)程控制的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。
推動(dòng)無(wú)人駕駛、智慧城市等物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的發(fā)展
無(wú)人駕駛汽車(chē)（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）
除此之外，自動(dòng)駕駛也通過(guò)該5G網(wǎng)進(jìn)行了測(cè)試。2月5日，韓國(guó)SK電訊公司宣布其搭載5G技術(shù)的無(wú)人駕駛汽車(chē)成功通過(guò)路試。據(jù)悉，接受測(cè)試的無(wú)人駕駛車(chē)可以感知外界環(huán)境，躲避障礙物，在學(xué)校區(qū)域減速，甚至當(dāng)路面突然出現(xiàn)類似孩童模型時(shí)，可自行停車(chē)。顯然這些功能能夠及時(shí)實(shí)現(xiàn)是得益于5G網(wǎng)絡(luò)的低延遲的。
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智慧交通（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）
說(shuō)到無(wú)人駕駛，自然少不了智慧城市的話題。打個(gè)比方說(shuō)，一輛無(wú)人駕駛汽車(chē)可以在街道上暢通無(wú)阻的行駛，但很多輛無(wú)人駕駛的汽車(chē)同樣會(huì)存在擁堵的問(wèn)題。這時(shí)候宏觀的調(diào)控就顯得十分重要。如果所有的出行都匯總到一臺(tái)大型云端服務(wù)器上的話，就可以對(duì)每輛車(chē)的路線、時(shí)速等進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到最高出行效率的目的。而5G在其中扮演的就是及時(shí)快速數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕巧瑯O大推動(dòng)了智能物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
NB-IoT（圖源：RCR Wireless）
另外，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅有無(wú)人駕駛這種對(duì)網(wǎng)絡(luò)高要求的項(xiàng)目，也包含很多對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求不高的內(nèi)容。這些物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)較多，由于很多條件的限制，比如我們現(xiàn)在看到的共享單車(chē)，無(wú)法充電，只能通過(guò)人力發(fā)電或者太陽(yáng)能電池板積蓄電能。有些終端甚至沒(méi)有辦法充電，只有通過(guò)初次裝入電池維持供電，所以網(wǎng)絡(luò)一定要省電。而5G的前奏和基礎(chǔ)NB-IoT由于其聚焦小數(shù)據(jù)量、低速率應(yīng)用，所以功耗可以做到非常低，實(shí)現(xiàn)幾年甚至十幾年的續(xù)航。
5G的高網(wǎng)速低延時(shí)是怎么實(shí)現(xiàn)的
看了這么多5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，相信大家開(kāi)始對(duì)5G本身產(chǎn)生興趣：5G是如何實(shí)現(xiàn)高網(wǎng)速低延遲的？這就得從無(wú)線通信的基本原理說(shuō)起。
5G是如何實(shí)現(xiàn)高網(wǎng)速的
不同頻率的用途（圖片來(lái)自知乎）
我們知道，無(wú)線通信是通過(guò)電磁波來(lái)傳遞信息的。隨著手機(jī)無(wú)線網(wǎng)的發(fā)展推進(jìn)，我們可以發(fā)現(xiàn)，它們都是向著高頻率發(fā)展的。這是因?yàn)轭l率越高，頻段就越寬，承載的信息就越多，網(wǎng)速也就越快。
平昌冬奧會(huì)5G網(wǎng)絡(luò)（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）
在平昌冬奧會(huì)上試用的5G網(wǎng)絡(luò)用的是28GHz頻段，峰值速率要求達(dá)20Gbps，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)以往分布在中頻到超高頻的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
平昌5G微基站（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）
但5G并不是單單提升頻率這么簡(jiǎn)單。我們知道，頻率和波長(zhǎng)成反比，28GHz頻段的波長(zhǎng)已經(jīng)達(dá)到了毫米波的水平。而波長(zhǎng)越短，傳播能力越差。所以以往的宏基站不再適用，因?yàn)?G離遠(yuǎn)了就可能沒(méi)信號(hào)。所以想要大規(guī)模推廣5G就需要鋪設(shè)大數(shù)量規(guī)模的微基站。平昌冬奧會(huì)用的5G就是通過(guò)基站集群來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
當(dāng)然，5G的高網(wǎng)速也與Massive MIMO（多根天線發(fā)送，多根天線接收）、波束賦形（通過(guò)對(duì)射頻信號(hào)相位的控制，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的精準(zhǔn)指向性服務(wù)）、載波聚合、高階調(diào)制等技術(shù)有關(guān)。另外，同一基站下的兩個(gè)5G設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)不通過(guò)基站的設(shè)備到設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸。在這里不詳細(xì)闡述。
5G是如何實(shí)現(xiàn)低延時(shí)的
低延時(shí)是5G網(wǎng)絡(luò)的一大特性，給5G賦予了更多即時(shí)性的指令功能。那么5G是怎樣實(shí)現(xiàn)低延時(shí)的呢？其原理就是通過(guò)對(duì)幀結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，將每個(gè)子幀在時(shí)域上進(jìn)行縮短從而在物理層上進(jìn)行時(shí)延的優(yōu)化。5G支持的全雙工技術(shù)讓通信兩端在上、下行可以在相同時(shí)間使用相同的頻率，突破了現(xiàn)有的頻分雙工（FDD）和時(shí)分雙工（TDD）模式。雙向通信讓5G擁有高吞吐量和低延遲。
平昌冬奧會(huì)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）
核心網(wǎng)采用用戶面下沉和云化部署方式讓5G的低時(shí)延得到了保證。平昌冬奧會(huì)的5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，是在首爾研發(fā)中心部署了一個(gè)中心核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，在平昌、江陵附近部署兩個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)，用戶更加接近邊緣節(jié)點(diǎn)。賽場(chǎng)中的視頻數(shù)據(jù)不需要傳輸?shù)绞谞枺谶吘壒?jié)點(diǎn)中就可以實(shí)現(xiàn)處理，從而讓物理距離大大縮短，降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。
寫(xiě)在最后
看到這里，相信大家都已經(jīng)明白，5G之所以會(huì)火，會(huì)讓各大陣營(yíng)掙得頭破血流，其原因就在于5G網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的不僅僅是網(wǎng)速的變化。5G的到來(lái)為人工智能物聯(lián)網(wǎng)提供了穩(wěn)定的信息傳播基礎(chǔ)，也因此將徹底改變我們的生活方式。可以說(shuō)，5G讓未來(lái)可期。
