5年后用5G：網速至少20Gbps 萬物互聯成為可能【2】

　　 5G是一場革命

　　 5G的美好前景讓人憧憬，某市場研究機構最新公布的一項報告中，對5G的採用前景做出了預測：到2025年，全球5G服務收入有望突破650億美元，較其2020年正式投入商業運營第一年的1億美元數額暴增，並將佔到2025年運營商服務總收入的大約7%。

　　 5G是一個高度

　　 從字義上看，5G指的是第五代移動通信，是繼4G之后的延伸。但與4G、3G和2G不同的是，5G並不是一個單一的無線接入技術，而是多種新型無線接入技術和現有無線接入技術演進集成后的解決方案的總稱。回顧移動通信的發展歷程，每一代移動通信系統都可以通過標志性能力指標和核心關鍵技術來定義。其中，1G採用頻分多址（FDMA），隻能提供模擬語音業務﹔2G主要採用時分多址（TDMA），可提供數字語音和低速數據業務﹔3G以碼分多址（CDMA）為技術特征，用戶峰值速率達到2Mbps至數十Mbps，可以支持多媒體數據業務﹔4G以正交頻分多址（OFDMA）技術為核心，用戶峰值速率可達100Mbps-1Gbps，能夠支持各種移動寬帶數據業務。從性能特點來看，每一代移動通信技術都解決了上一代網絡中存在的問題：2G 修復了模擬電話的安全問題，3G 網絡解決了 GSM 移動數據傳輸慢的問題，4G 則提供了更快的數據傳輸速度和帶寬。

　　 從時間坐標來看，每隔 10 年，移動通信領域就會發生巨大變化。每隔 10 年，新的移動通信技術就會普及：上世紀 80 年代第一代移動通信網絡誕生，然后是 1990 年的 GSM 網絡，隨后到新世紀的 3G 網絡，緊接著是 2010 年的 LTE 4G 網絡。

　　 如今5G 網絡又開始進入人們的視線，業界普遍認為用戶體驗速率是5G最重要的性能指標，這是一種什麼樣的速度，北京郵電大學信息經濟與競爭力研究中心主任曾劍秋做了這樣的比喻：從3G的10兆帶寬、4G的100兆帶寬發展到5G的1000兆帶寬，是一個從量變到質變的過程，好比從雙車道進入20車道，又發展到200車道。“比如，現在的通話以音頻為主，5G時代會有無處不在的視頻通話，幫助人們面對面交流。”4G、5G，照此下去，移動通信是否還會有10G甚至100G，對此，曾劍秋表示否定，他認為，人類對於通信網絡的追求並不會朝著單一追求速度的方向無限地邁進。而是在一個擁有相對極值的階段保持一定時間的穩定。

　　 物聯網技術支撐

　　 與2G時代傳遞一張照片需要花費幾個小時相比，到了4G時代，下載一部高清電影只是幾十秒的事，這樣的通信體驗，人們似乎已經沒有什麼可不滿足的了。

　　 但是，根據預計，2010年到2020年全球移動數據流量增長將超過200倍，2010年到2030年將增長近2萬倍﹔中國的移動數據流量增速高於全球平均水平，預計2010年到2020年將增長300倍以上，2010年到2030年將增長超4萬倍。發達城市及熱點地區的移動數據流量增速更快，2010年到2020年上海的增長率可達600倍，北京熱點區域的增長率可達1000倍。

　　 除此之外，未來全球移動通信網絡連接的設備總量將達到千億規模。預計到2020年，全球移動終端（不含物聯網設備）數量將超過100億，其中中國將超過20億。到2030年，全球物聯網設備連接數將接近1000億，其中中國超過200億。

　　 可以想見，4G時代的通信管道很可能被未來十年爆炸式增長的移動數據流量所堵塞，而物聯網將是未來真正的殺手級應用，這就需要更高速的無線網絡來支撐，隻有性能更為強大的5G技術才能支撐這一訴求，這就不難理解，為什麼4G到來沒多久，各國已經開始未雨綢繆，投入到緊張的5G技術研發中。

　　 身懷絕技的5G

　　 5G的技術特點可以用幾個數字來概括：1000x的容量提升、1000億+的連接支持、10GB/s的最高速度、1ms以下的延遲。速度更快也許是5G最明顯的標志，但如果認為5G帶來的只是更快的網速，那就太小瞧它了。在白皮書中，推進組專家將5G的特點歸納為連續廣域覆蓋、熱點高容量、低功耗大連接和低時延高可靠四個方面。而這四個方面正能夠滿足不同用戶、不同行業對於通信的復雜需求。

　　 具體來說，連續廣域覆蓋意味著5G能夠使人們在偏遠地區、高速移動等惡劣環境下仍可以高速上網。熱點高容量則使5G能夠滿足人們在人員密集、流量需求大的區域依然可以享受到極高網絡速度的要求。低功耗大連接的特點使5G可以在智慧城市、環境監測、智能農業、森林防火等以傳感和數據採集為目標的應用場景中發揮作用。而對於車聯網、無人駕駛、工業控制等對時延和可靠性具有極高要求的領域，低時延高可靠的特點或許可以使5G能夠應對自如。

　　 在這些特性中，飛象網的項立剛尤其關注5G的低功耗優勢。這是因為現在有大量的可穿戴產品需要連接到網絡上，這些設備不一定要求速度快，但卻要求功耗低。比如，智能手表需要傳輸的數據並沒有那麼多，其實就是很小的字節，因為不可能用它來看電影和電視，所以它對於傳輸速度沒太大要求，但需要不耗電。一塊手表裡就隻有一小塊電池，希望能盡量多用一段時間。

　　 和4G相比，5G的優勢很明顯，4G和之前的移動網絡主要側重於原始帶寬的提供，而5G旨在提供無所不在的連接，為快速彈性的網絡連接奠定基礎，無論用戶身處的是摩天大樓還是地鐵站﹔5G設計初衷是支持多種不同的應用，比如物聯網、聯網可穿戴設備、增強現實和沉浸式游戲﹔ 5G還會率先利用感知無線電技術，讓網絡基礎設施自動決定提供頻段的類型，分辨移動和固定設備，在特定時間內適配當前狀況，換句話說，5G網絡可同時服務於工業網絡和Facebook應用。

　　 萬物互聯成可能

　　 目前，5G網絡已經被視為未來物聯網的基礎，因為所謂的物聯網將包含數十億個傳感器、應用程序、安全系統、健康監視器、智能手機、智能手表等設備。有人說，未來10年還將有90%的互聯網終端需要連接，所有這些傳感器、設備所產生的巨大數據流量要求運營商花費數十億美元升級5G網絡。

　　 有了5G，未來寵物身上的芯片會自動跟屋裡的設備進行數據交換，你也將知道自己的孩子什麼時候回的家。而在高速公路上的汽車則會實現自動駕駛，並可以在千鈞一發之際快速做出反應，這個速度有多快呢，在4G網絡下，數據通常需要15毫秒至25毫秒才能傳輸給可能發生碰撞的車輛，然后車輛才會開始緊急制動，但在未來的5G網絡下，這一數據的傳輸時間縮短至1毫秒。

　　 利用5G技術，設計師在平板電腦上涂涂畫畫，車間裡的工業機械手就可以在操作平面上“畫”出和設計師筆下幾乎同款的圖案，人可以通過機器達到“所想即所得”的水平，這將為工業4.0、精密制造業創造更多可能。5G技術也為城市管理帶來方便，城市管理部門將實時監控交通堵塞、污染和停車場空位情況，並把這些信息實時傳輸給路上的智能汽車。

　　 對於普通人而言，5G則可以用於實現更多想象之外的功能。虛擬現實可以在用戶視野內創造出一個完全虛擬的場景，使得正在參加實時視頻會議的你感覺是在同一間屋子裡對話。而游戲玩家帶上虛擬現實頭盔之后，可以身臨其境地沖浪、滑雪，對於很多習慣對著電視或電腦屏幕玩游戲的人，這種虛擬現實游戲顯然比電影更有吸引力。（記者 蔡文清）

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