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科技说:5G的前世今生 |
(2019-8-15)
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“我是谁,从哪里来,到哪里去?”这是人类的终极哲学命题 。关于一项技术而言,它也是历史迭代演进的 后果,有其 偶尔性更有其必定性,这个必定性就蕴藏在历次演进所揭示的 法令之中 。 5G在今日是一个十分抢手的话题,但想 深刻了解5G,就得晓得从1G到5G到底 产生了什么,从而看出一些技术的趋向,进而抓住5G时代的进展 机会 。 世界上最早的民用移动通讯电话是由摩托罗拉公司 创造的 。移动电话的 创造,在早期的移动通讯中,移动通讯 标准是以摩托罗拉为主 制订的 。从某种 意思上说,摩托罗拉公司引领我们迈进了移动通讯1G时代 。 1G时代,让我们 能够 逾越空间进行远 间隔地沟通 交换,那个时候的通讯产品是“大哥大” 。 固然,他的音质并不好,打电话还要靠“吼” 。然而,那个时候所谓“大哥大”却真的是大哥大 。 上个世纪80年代,诺基亚等公司开始研制新一代的移动通讯 设施,并且提出新的移动通讯 标准,并在1991年开始投入 使用,开启了移动通讯2G时代 。 1G和2G有什么区别呢?从技术上讲,1G是 模仿电路的,2G是数字电路的 。从外观上看,2G的手机比1G小众多,更省电 。从 性能上看,它 能够收发短信了,这让我们沟通的 模式又多了一种,并且发短信的费用远低于电话的资费 。 2G 能够打电话、发信息了,解决了人和人沟通的问题 。然而,随着互联网技术的进展,人们对通过移动网络猎 守信息的需要与日俱增,这个在2G时代是 无奈满足的 。 2G时代信息传输率低,上网很 困苦 。这成为2G时代的一个痛点 。 3G的通讯 标准将信息的传输率 遍及了一个数量级,这是一个飞跃,它使得移动互联网得以实现,从此手机打电话的 性能降到了次要的位置,而数据通讯,也便是上网,成为了重要 性能 。 然而,从1G到3G都存在一个大问题,那便是上网用的移动通讯的网络和原有打电话用的通讯网络 固然 能够彼此 交融,然而却彼此独立 。 这就使得独立的移动网络就 无奈受益于网络技术的 快捷 遍及 。2G和3G时代用手机打一个电话实际上 通过的物理路径很长 。 从某种程度上来说,3G的系统是半拉子工程, 固然标称的网速很高,然而实际网速并不快 。于是,4G很快浮现了 。 4G一方面 使用了扁平的网络 构造,削减了端到端通讯时信息转发的次数,同时添加了基站中间光纤的带宽 。 更重要的是,它同时利用了互联网和电信网络的技术 遍及,这两种技术的 交融才使得4G的速度比3G快众多 。 固然在4G时代从 实际上讲移动通讯的网速 能够变得很快, 实际峰值 能够达到1Gb/s,但这是 实际上的 试验数据,相当于把整个基站的带宽都给了一个终端去 使用 。 而事实上,一个基站服务的终端数远远不止一个,假如众多人同时上网,它不只不够快,甚至有时会连不进去 。 比方,在人山人海的演唱会、展览会等大型会议现场,无论是4G还是Wi-Fi都不大管用 。 这也是为何每个地方一旦遇到重大的 运动,电信 经营商都要派专门的应急通讯车去 参加现场通讯保障 。一方面,是为了 应答断网等应急事件的 产生,另一方面也是为了缓解 四周基站负载过大,众多人连不上网的问题 。 假如没有特殊的保障,假如在会场你想发朋友圈,那么 是否 顺利,全靠运气 。为何会浮现这样的问题,那是因为4G移动通讯 标准在设定的时候,就考量了这么多带宽,相应地就限定了上网 设施的并发数量 。 在大多数场合,4G关于我们当前的上网需要绝大 部分时候是足够了,然而在 将来假如要“万物互联”,同时上网的终端数将成倍添加,就会浮现像前面说的那种“会场 拥挤”的问题 。 固然,在4G的 根底上添加2~3倍的带宽并 非难事,但假如想添加1~2个数量级就 几乎没有可能了 。 那一方面,要求基站的功率添加会众多,这会让城市变得很不安全 。另一方面,要想添加带宽,就要添加通讯的频率 规模,无线通讯的频率 无奈向下 扩充,不得不向上 扩充,也便是让无线电波的频率添加,而频率越高,绕过 阻碍物的 威力就越差,城市里高楼会严峻影响通讯 。 解决这个问题,最 容易的 步骤便是在 遍及通讯频率的同时,把基站建得十分密,让信号不会被建造物所 阻遏 。基于上述想法,5G的概念就被提出来了 。 4G是一公里的 规模建一个基站,负责这方圆一公里 规模内的手机和基站的通讯 。 将来的5G,则在百米的 规模内建基站(今日的 方案是基站 间隔 均匀在200~300米左右),负责半径为一百多米 规模内的通讯 。 这么密集的基站,首先能很好地解决建造物 烦扰的问题 。其次是单个基站服务的区域小,更少的人分享带宽 。这样每个人 能够分到的带宽就 能够添加两个数量级 。 最终,因为基站的通讯 规模 能够从1公里削减到100米,功率 能够减低两个数量级,这样,在基站 四周电磁波辐射也会大大减低,我们生活的环境反而变得安全了 。 5G如此密集的基站,以后Wi-Fi兴许会消逝,或者会退居次要的地位 。这样,互联网和通讯网络就真正 交融成一个网络了,这无疑将是一次通讯的革命 。 这样做的最大 好处是, 能够真正做到“万物互联”,实现“5G转变社会”的技术使命 。 |
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