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一篇你能看得懂的5G科普。除了小心眼的广电总局

2016-11-28 18:27| 发布者: Esta_| 查看: 3606| 评论: 0

摘要: 华为的Polar Code方案一举拿下5G控制信道eMBB场景编码最终方案的消息,令国人兴奋了好久; 三星也在手机爆炸召回的负面新闻中,放出与日本Docomo完成高速列车5G测试,并拟定2018年在韩国试组网,从而用自己强悍的技 ...

华为的Polar Code方案一举拿下5G控制信道eMBB场景编码最终方案的消息,令国人兴奋了好久;

三星也在手机爆炸召回的负面新闻中,放出与日本Docomo完成高速列车5G测试,并拟定2018年在韩国试组网,从而用自己强悍的技术实力来扭转负面形象;

之前诺基亚宣布推出4.5G Pro移动技术,正在规划4.9G技术,也让大家对诺基亚回归消费电子市场想入非非;

……

从去年年底开始,关于5G的消息层出不穷,大到国家层面的、小到不知名公司的产品规划,看得人一愣一愣的。

5G全称是5-Generation,从字面上的翻译是“第五代”,现在这一词汇已经被手机电信领域全面占用了,日常见到的5G意思就是——“第五代移动通信技术”。

近两年我们手机所用的技术名词突飞猛进,迅速从2G、2.5G、3G,突飞猛进到现在的4G、LTE-A、4.5G,直到现在新闻中的5G。伴随着一代一代的通信技术提高,最直观的感受就是——我们的手机网络速度越来越快。但不仅如此,还有更多新功能的加入。

例如2.5G加入的短信、电子邮件、多媒体等功能,3G带来的视频通话功能,4G加入的VolLTE通话技术。而在5G中,不仅网速提升到了最高3.6Gb/s(换算成下载速度为400MB/s),远超当下普通用户所使用的光纤网络。而且新加入了海量物联网通信(mMTC,Massive Machine Type Communication)、低时延、高可靠通信(uRLLC,Ultra Reliable & Low Latency Communication)两种全新功能,换成我们经常遇到的名词就是:物联网、车联网、工业互联网。

这些专业名词还是太高大上,普通小白用户其实还是弄不清。今天小爆尽量用通俗易懂的说法为大家科普一二。

五问5G

1. 5G是什么?

在今年(2016年)的MWC大会上,主办方给出了“Mobile is everything(移动即是一切)”,宣示5G及移动通信时代全面到来。

通过多年发展,最新的5G技术可以替代现在的家用宽带、wifi蓝牙连接技术、卫星电话私密通讯甚至是以往军事级别的工业网络技术。(当然军用的网络技术不会被替代,但可以将军用级别的安全加密高可靠性的技术应用于工业联网、车联网领域)

以及以往只有服务器才拥有的多个产品互联、数据资料互通的技术,让普通智能手机间也具备服务器NAS存储的随意连接交换数据资料功能。

届时,不用像现在的手机需要先连接wifi、蓝牙才能与其他手机互相传输数据,打开手机查找附近的设备就可以通过5G网络不耗费流量互相传输数据。而且还可以实现多设备互传数据。

并且还能轻松实现AR、VR功能。

2. 5G从哪里来?为什么能这么牛?

5G为何能这么吊?这要从移动通信技术的特征来说。

移动通信技术是专门为了人们的手机所设计的。1973年摩托罗拉发明手机,就是为了满足人们能随时随地打电话的需求。

手机通信的技术其实就是利用无线频谱的波形来进行数据传输交换的技术,在功能上类似于服务器的交换机。服务器就是互联网上各种网站、APP给大家分发资讯数据所用中心存储器,这些数据传输到用户手里所用的连接器、网线、光纤就是交换机的职责。

而移动通信5G就是用多个无线波频频段来替代网线光纤所使用的电磁波、光波来传输数据,每个频段相当于一条网线。

与光纤的167THz---375THz、一根光纤只能传播单频相比,普通4G智能手机就能达到的FDDFrequency Division Duplexing频分双工等多频同时传输技术。未来5G的Massive MIMO -- 天线技术、载波聚合技术,将使智能手机能同时利用更多频谱,提高频谱利用率。

虽然光纤的单频段数据传输性能远远高于移动通信,但加上多个频段同时使用的5G技术,移动通信的网速就远远超过光纤。

3. 5G是怎么实现的?广电总局在这里挡了一脚。

5G的网速能在4G的基础上获得量级的提高,原因就是现在的智能手机实现了多频段同时使用的技术,而在4G时代只能达到FDD频分双工——只能同时利用两个频段。

每个频段相当于一条网线。并且不同频段还有不同特性,分别适用于电话、影音、近距离传呼、高速宽带网络、工业设备自动化控制等等。

等5G推行之后,以往移动、联通、电信以及国际上的电信运营商分别使用的无线频段及技术类型,都会整合在一起。所有的电信频谱通过5G技术的吞并统一,可以让所有基站共同使用。一个基站就能良好处理过往采用不同技术规格基站才能处理的各种类型频谱信息。

相当于给不同小区之间都互相连上网线,一个人就可以享受不同小区的网络。

这使得一个基站顶过去N个。等于全世界范围内在极短的时间内,迅速增加无数条高速宽带。

因为如此,无线频谱早已是国家的战略资源。随着5G技术的成熟,电视广播逐渐被互联网电视广播技术替代,原来电视广播所使用的频段逐渐释放出来,预计将会分配给5G。

但国内的广电是一个难缠的茬,死死抓住手中优质的700M频段。为此广电总局专门成立”中广移动“负责700M频段的运营。

广电虽是先入为主的频谱使用者,但在体制、机制、资金、市场与产品服务等能力方面,尚不具备在全国范围建设与运营移动通信网络的能力,没有任何电信基础设施资产基础。

中广传播原来主要运营CMMB,但由于没有明确的商业模式,已经被广电总局自己叫停所有业务。

4. 5G的优势是什么?难实现吗?

移动电信运营商(移动、电信、联通运营商)是世界范围内拥有分布最为密集、服务最为优秀的电信通信设备。甚至大部分服务器集群就是电信运营商建造并拥有的,光纤宽带这些设备都是电信运营商的资产。

因为这些电信设备的升级最为频繁,离用户也更加近,所以在电信设备上增加功能,这些功能的普及速度最快,变现速度也更快。

5G是将过往不同的2G、3G、4G技术,进行升级、合并、淘汰,好比原本针对一个频段有一套专门的设备,在将一套设备升级后就能处理几十个频段。这样就将原本需要多个设备才能实现的功能整合到一个设备上,获得性能功能上的大幅提高。

就像智能手机一个设备整合了蓝牙、WiFi、MP3、影音等等功能一样。相比其他技术,这样的升级一直在逐步进行,各种配套服务齐全,也最容易实现。

而围绕着家庭宽带WiFi网络升级出来的WiMAX 4G技术,早已经被FDD、TDD技术淘汰。所以现在的技术方向就是让移动网络吞并家庭网络。

靠着世界范围内分布最为密集、升级最为频繁的电信基站设备,5G吞并各种频段之后,将能即刻把这些频段变成“网线”送到用户手中。

而服务器集群加上家庭宽带等其他技术,因为技术升级慢、信号覆盖范围小的瑕疵,则不能达到这一效率。

5. 5G为什么能突然多这么多功能?

不同的频段有不同的性能特色。

1GHz以下的频率,拥有更远覆盖距离,可靠性高、反馈速度快,不过带宽小即网速低,非常适合面向海量物联网;1GHz至6GHz的频率,支持更大的带宽,面向增强型移动宽带和关键业务型服务;6GHz以上的频率如毫米波,以往只用于雷达领域,可以实现极致带宽,但极容易被屏蔽,只能面向小区家庭内更短程的极致移动宽带。

而5G正在吞并这些不同频段,让普通智能手机也具备这些功能。

像以往6GHz以上的毫米波一般应用在雷达上,1GHz以下的频率的部分频段属于军用频段,350MHz频段是公安用于常规对讲的,是专用频段,不是寻呼频段,寻呼一般是130多MHz和150多MHz。

230MHz一般用于数据传输,420~430MHz曾用于准集群频段。

现在军队等权力部门逐渐在使用1.2GHz、1.4GHz用于移动视频传输。

这些频段的安全性、可靠性是过往一般民用频段所不能比的。适合用于安全要求、反馈更灵敏的领域,例如车用互联网、工业用互联网。车联网、物联网不够安全反馈不及时的话,将直接导致交通事故会死人,工业生产无法进行。

本文系百略网(www.ibailve.com)原创,微信ID:wwwbailve。


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