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什么是5G?第一次有人把它讲得这么简单明了

2019/1/2 12:24:59 |  165次阅读 |  来源:人民日报 企鹅号   【已有0条评论】发表评论

一个简单且神奇的公式

今天的故事,从一个公式开始讲起。

这是一个既简单又神奇的公式。说它简单,是因为它一共只有 3 个字母。而说它神奇,是因为这个公式蕴含了博大精深的通信技术奥秘,这个星球上有无数的人都在为之魂牵梦绕。

这个公式,就是它——

我相信很多同学都认出这个公式了,如果没认出来,而且你又是一个理科生的话,请记得有空多给你的中学物理老师打打电话!

解释一下,上面这个公式,这是物理学的基本公式,光速=波长×频率。

对于这个公式,可以这么说:无论是 1G、2G、3G,还是 4G、5G,万变不离其宗,全部都是在它身上做文章,没有跳出它的“五指山”。

且听我慢慢道来。

02

有线?无线?

通信技术,无论什么黑科技白科技,归根到底,就分为两种——有线通信和无线通信。

我和你打电话,信息数据要么在空中传播(看不见、摸不着),要么在实物上传播(看得见、摸得着)。

如果是在实体物质上传播,就是有线通信,基本上就是用的铜线、光纤这些线缆,统称为有线介质。

在有线介质上传播数据,速率可以达到很高的数值。

以光纤为例,在实验室中,单条光纤最大速度已达到了26Tbps。。。是传统网线的两万六千倍。。。

光纤

而空中传播这部分,才是移动通信的瓶颈所在。

目前主流的移动通信标准,是 4G LTE,理论速率只有 150Mbps(不包括载波聚合)。这个和有线是完全没办法相比的。

所以,5G 如果要实现端到端的高速率,重点是突破无线这部分的瓶颈。

03

好神奇的波

大家都知道,无线通信就是利用电磁波进行通信。电波和光波,都属于电磁波。

电磁波的功能特性,是由它的频率决定的。不同频率的电磁波,有不同的属性特点,从而有不同的用途。

例如,高频的 γ 射线,具有很大的杀伤力,可以用来治疗肿瘤。

电磁波的不断频率

我们目前主要使用电波进行通信。当然,光波通信也在崛起,例如 LiFi。

LiFi(Light Fidelity),可见光通信

不偏题,回到电波先。

电波属于电磁波的一种,它的频率资源是有限的。

为了避免干扰和冲突,我们在电波这条公路上进一步划分车道,分配给不同的对象和用途。

不同频率电波的用途

请大家注意上面图中的红色字体。一直以来,我们主要是用中频~超高频进行手机通信的。

例如经常说的“GSM900”、“CDMA800”,其实意思就是指,工作频段在 900MHz 的 GSM,和工作频段在 800MHz 的 CDMA。

目前全球主流的 4G LTE 技术标准,属于特高频和超高频。

我们国家主要使用超高频:

大家能看出来,随着 1G、2G、3G、4G 的发展,使用的电波频率是越来越高的。

这是为什么呢?

这主要是因为,频率越高,能使用的频率资源越丰富。频率资源越丰富,能实现的传输速率就越高。

更高的频率更多的资源更快的速度

应该不难理解吧?频率资源就像车厢,越高的频率,车厢越多,相同时间内能装载的信息就越多。

那么,5G 使用的频率具体是多少呢?

如下图所示:

5G 的频率范围,分为两种:一种是 6GHz 以下,这个和目前我们的2/3/4G 差别不算太大。还有一种,就很高了,在 24GHz 以上。

目前,国际上主要使用 28GHz 进行试验(这个频段也有可能成为 5G 最先商用的频段)。

如果按 28GHz 来算,根据前文我们提到的公

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