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5G時代,重要的不是手機,而是對行業的賦能

來源:中國網 | 作者:盤和林 | 時間:2019-06-13 | 責編:李曉曼

盤和林 中國財政科學研究院應用經濟學博士后

6月6日,工業和信息化部向中國電信、中國移動、中國聯通和中國廣電發放了5G商用牌照,這意味著中國正式進入了5G商用元年。

什么是5G?

5G是第5代通訊技術,我們先看一下通訊發展歷程:

1G是語音時代。1G時代的通訊代表公司是摩托羅拉,它采用了模擬通信,一個頻段只能分配一次交流,只能語音通話,沒有技術標準,信號和傳輸質量不好。

2G進入文本時代。2G為第二代移動通信系統,它解決了模擬通信的保密性、信號不穩定的問題,從模擬通信進入了數字通信。2G時代的代表公司是諾基亞,可以使用手機自帶的瀏覽器瀏覽WAP網站的內容,數字信號傳輸距離遠,抗干擾能力強,基于TDMA技術(時分多址),可以傳輸文字信息(短信)。

3G開啟圖片時代。3G為第三代移動通信系統,相對2G而言,主要技術是CDMA(頻分多址),并提高頻率,將通訊技術再次提高了一個檔次,不僅可以潛力傳音,還可以傳圖像,視頻,使用電磁波通信。利用3G可以同時傳輸語音和數據(聯網)。在移動通信標準,我國有了更多的話語權,3G時代的代表公司是蘋果。

4G是視頻時代。4G為第四代移動通信系統,是智能手機的時代,也是我們目前所處的時代了。4G使用了超高頻,還使用了高速率傳輸技術,比如MIMO傳輸,它具有速度快、通信靈活、智能性高等特點,因此催生了很多新的應用,比如掃碼支付、抖音、快手等應用,實現快速傳輸語音、視頻、圖像數據,極大改善了移動互聯網的體驗。

5G將激活物聯網時代。5G為第五代移動通信系統,它使用了毫米波,大規模MIMO技術,具有高網速、低時延、泛接入的特點,實現了“萬物互聯”。利用5G通訊,下載一個高清電影的時間僅需要幾秒鐘,將激活物聯網時代。

從通信技術的發展歷程來看,從1G到4G,主要突破的是無線通信部分。目前主流的4G LTE,理論速率只有150Mbps,而實驗室中單條光纖最大傳輸速度已經達到了26Tbps,前者與后者相比,差了好幾個數量級。而5G技術所要解決的關鍵問題之一,就是提高無線通信速率。

而要提高無線通信中電磁波的傳播速率,一般有兩種方法,一是增加頻譜利用率,二是增加頻譜帶寬。第一種方法就是仍然在目前極其狹窄的頻譜上共享有限的帶寬,但是進一步提高頻譜的利用率;而第二種方法則是開啟新的頻帶資源。

那么二者的區別是什么呢?如果把頻譜資源比作城市供水,并假設水源來自水庫,當水不夠用時,我們可能通過提高水的利用率來滿足需求,比如更有效地在家庭和工廠之間分配,這就對應著第一種方法;但是如果我們可以在水庫之外,把湖泊甚至長江也變成水源,那么這就對應著第二種方法了。

而5G正是通過使用毫米波增加頻譜帶寬從而提高速率,根據波長=光速/頻率的公式,隨著波長逐漸變短(從長波、中波、短波到分米波、厘米波、毫米波),頻率也越來越高。不難看出,從1G到4G,所使用的電磁波頻率是越來越高的。通過采用這種方法,5G將大大提高無線通信速率。快,也是很多人對5G的第一印象。

5G有什么特點?

根據國際通信標準組織3GPP的定義,5G將帶來三大應用場景,首當其沖的就是eMBB大帶寬,即5G下載速率理論值將達到每秒10GB,是當前4G的10倍。一部高清電影只需要幾秒鐘就能下載完畢,這可能是當前不少普通用戶對5G下載速率的最直觀印象。但是在5G網絡下更有可能出現的場景是,即使是在線播放,也可以隨意拉動進度條,在線播放和本地播放可能完全感覺不到有什么差別。

而第二大場景uRLLC低延時可能對改善普通用戶上網體驗更為明顯。在打游戲時,常常會出現下載速度明明很快,但就是很卡的情況,這正是延時過長的結果。而5G的理論延時是1ms,是4G延時的幾十分之一,基本達到了準實時的水平。

但是如果僅僅盯著手機,從網絡速度和延時的角度去談5G所帶來的用戶體驗改善效應,其實這個效應相當有限,幾分鐘下載完一部電影與幾秒鐘相比,似乎并沒有什么本質上的區別。從通信技術的發展來看,4G從一開始就有to C的基因,到目前為止,可以說基本上能夠滿足用戶的各種娛樂需求。

而5G更重要的是對行業的賦能作用。首先是對移動寬帶(移動網絡)的增強,主要是覆蓋范圍更廣和網絡容量提升,這就意味著,在大規模建筑中,比如辦公樓、購物中心、大型體育場等公共區域,用戶都能在使用移動網絡時享受更一致的增強體驗。此外,典型的應用場景包括遠程教育培訓、遠程醫療、多人線上會議等,這些應用都可以看作是4G的擴展,5G將大大提升用戶的體驗。

但是物聯網或許才是5G真正能夠展現其獨特價值的地方,這就不得不提到5G的第三大場景了,即mMTC廣聯接,說的是5G單通信小區可以連接的物聯網終端數量理論值將達到百萬級別,是4G的十倍以上。其應用場景包括,智慧城市、智能農業、能源/公用事業監控、智能家居、遠程監控等等。這些應用對提高城市運行效率、提升居民生活幸福度意義重大。

目前,5G標準制定正在進行中,5G技術和產品日趨成熟,系統、芯片、終端等產業鏈主要環節已基本達到商用水平,具備了商用部署的條件;頻譜分配、網絡建設和政策完善也在快速推進,基礎電信企業陸續發布5G部署相關計劃。這些工作在很大程度上可以視為5G基礎設施的建設,為5G未來大范圍應用做好準備。

但是最終人們能從5G中獲得怎樣的體驗,則在很大程度上取決于與5G適配的各種硬件的發展、應用場景的開發以及產業生態的融合程度。如果人們想體驗到5G網絡下幾乎無延時的手游體驗,那至少得先有一部5G手機吧(畢竟,4G手機的通信模塊是不支持5G網絡的)。(責任編輯:李曉曼)

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