5G无线革命解释:下一代无线技术有望改变您的生活

2020-03-19 14:47:49    来源:    作者:

经过多年的大肆宣传,运营商已经花费了最后几个月来开启其5G网络。它本应以其革命性的速度改变您的生活,但是目前,部署仍然有限,因此,如果您离服务很近,也不要感到惊讶。对于5G,与任何技术一样,请花一些时间。

5G无线革命解释:下一代无线技术有望改变您的生活

从2018年底到今年前几个月,这些航母争相宣称某种“第一”。Verizon和AT&T推出了他们的移动5G网络,而KT表示,韩国的机器人是其第一个5G客户。Sprint于6月启用了其网络,此后不久又推出了T-Mobile。英国运营商EE是该国首家启用5G的公司。

听起来不错吧?

但是可以肯定的是,您不是上述任何一家运营商的5G客户。AT&T的网络遍布21个城市,包括亚特兰大,达拉斯和新奥尔良,但客户均为小型企业,因此运营商拒绝谈论其实际覆盖范围。Verizon去年秋天推出了5G家庭服务,今年的目标是30个城市,有15个城市在线,但覆盖范围似乎更像是一个热点集合。

早在4月,对其5G网络的早期测试就一团糟,覆盖范围不稳定且不一致,仅在某些地区您可以使用Motorola Z3及其5G Moto Mod体验5G的真实速度。但是在五月份对三星Galaxy S10 5G进行了后续测试,该产品将5G无线电集成到了手机中,被证明是更好的体验,速度超过每秒1吉比特,或者比Google Fiber快。一个Sprint的网络5G测试表明稍欠速度(但仍比4G LTE快),但更好的覆盖。

T-Mobile有望在今年晚些时候推出其5G服务的版本,该版本的速度并不快,但覆盖范围更广(我们将在后面解释)。它将通过OnePlus 7T Pro 5G MacLaren手机启动该服务。

这一切都意味着5G正在从多年的承诺(自Verizon三年前开始谈论进入该领域以来)逐渐变为现实。除了大幅提速外,5G还被称为基础技术,它将增强自动驾驶汽车,虚拟现实和增强现实以及远程医疗等远程医疗服务等领域的功能。

但是5G到底是什么?人们为什么如此兴奋?以下是为什么下一代无线技术不仅可以提高速度的原因,还应该激发您的兴趣。

什么是5G?

它是下一代(第五代)蜂窝技术,有望大大提高无线网络的速度,覆盖范围和响应能力。我们聊多快?Verizon的网络显示速度超过每秒1吉比特。

这比典型的蜂窝连接速度快10到100倍,甚至比进入室内的物理光缆所能获得的速度还要快。(在最佳条件下,您可以在几秒钟内下载一个季节的“陌生人事物”。)

只是速度吗?

没有!关键好处之一就是所谓的低延迟。您会听到很多这个词。延迟是指您单击链接或开始在手机上流式传输视频(将请求发送到网络)与网络响应,为您提供网站或播放视频之间的响应时间。

对于当前的网络,该滞后时间可以持续约20毫秒。看起来似乎不多,但是使用5G时,延迟可以减少到仅1毫秒,或大约是普通相机上的闪光灯所花费的时间。

这种响应能力对于在虚拟现实中玩激烈的视频游戏或纽约的外科医生控制一对在旧金山进行手术的机械臂至关重要,尽管延迟仍然会受到最终连接范围的影响。几乎没有滞后的连接意味着自动驾驶汽车可以实时相互通信-假设有足够的5G覆盖范围来连接这些汽车。

它是如何工作的?

5G最初使用超高频频谱(其范围更短但容量更大)来提供大量的在线访问管道。将其视为美化的Wi-Fi热点。

但是考虑到范围和干扰问题,运营商还使用低频频谱(当今网络中使用的频谱)来帮助5G穿越更远的距离,穿过墙壁和其他障碍物。

Sprint声称它拥有最大的5G网络,因为它使用的2.5 GHz频段提供了更广泛的覆盖范围。由于使用了更低频段的频谱,T-Mobile计划在下半年扩大其5G网络的部署。AT&T表示,计划在2020年初在其低频段Sub-6频谱上在全国范围内提供5G覆盖。

结果是,公司最初承诺的疯狂速度将永远不会存在,但我们仍将看到今天4G LTE所带来的巨大推动力。

这些载波从哪里得到频谱?

这些运营商中的一些已经控制了一小部分高频无线电波,但是许多将不得不从政府那里购买更多。世界各地的运营商正在与各自的政府合作以释放必要的频谱。在美国,联邦通信委员会(Federal Communications Commission)正在进行更多所谓毫米波频谱的拍卖,所有运营商都参与其中。

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还有其他好处吗?

5G网络旨在连接比传统蜂窝网络更多的设备。那物联网趋势你不断听到?5G可以为您周围的多种设备供电,无论是狗项圈还是冰箱。

5G网络还专门用于处理企业使用的设备,例如农场设备或ATM。除了速度之外,它还设计为在不需要持续连接的连接产品(例如肥料传感器)上以不同的方式工作。这些类型的低功率扫描仪旨在使用同一块电池工作10年,并且仍然能够定期发送数据。

听起来不错,但是5G何时到达?

Verizon于10月推出了全球首个“ 5G”服务,但这有点技术性。这项名为5G Home的服务是固定宽带替代产品,而不是移动服务。安装人员必须在您的房屋或公寓中放入可以接收5G信号的专用设备,然后将其转换为家庭中的Wi-Fi连接,以便其他设备可以访问它。

关于该服务是否甚至符合5G资格,也存在一些争论:它没有使用行业同意的标准。该公司想跳出来,并使用了自己的专有技术。Verizon争辩说,速度从每秒300兆位到每秒1吉比特不等,可以满足5G指定服务的要求。它的竞争对手和其他移动专家对此说法提出异议。

在印第安纳波利斯的休斯敦,洛杉矶和加利福尼亚的萨克拉曼多的选定社区中,发射非常有限。(让我们知道您是否是幸运的少数人之一。)10月,Verizon将服务扩展到了芝加哥,并表示已转而使用行业标准的5G设备。

截至12月底,AT&T在十几个城市,尤其是在“稠密的城市和高流量地区”启用了其移动5G网络。注意,Verizon:AT&T吹嘘它是“美国第一家也是唯一一家通过基于标准的商业移动5G网络提供移动5G设备的公司”。但同样,消费者仍在等待AT&T公开发布该服务,因此也算不上什么。

便宜的5G手机什么时候才会到来?这很复杂,但是要使大众能够负担得起的5G,首先要做的就是这件事。

AT&T的5G E技术又如何呢?

对不起,但这是更多的营销毛病。AT&T的5G E代表5G演进,即升级的4G LTE网络,可通往真正的5G。

但是,今年初出现在手机上的这个名称已经引起了一些消费者的困惑,有些人认为他们已经有了5G。需要明确的是,事实并非如此,许多AT&T都在误导客户。Sprint向AT&T提起诉讼,据AT&T发言人称,两家公司“友好和解”。AT&T表示对5G E名称感到“自豪”。

5G E确实带来了更高的速度,但不是真正的5G会带来的真正好处。

其他所有5G名称呢?

是的,这非常令人困惑。除了虚假的5G E名称之外,还有诸如Verizon的UWB(用于超宽带)之类的合法标签,它标志着最快的5G风味(使用毫米波)。AT&T称其超高速下一代网络5G Plus,同时将5G用作运行在较低频谱上的服务的标签。Sprint的True Mobile 5G只是其5G服务的名称。

预计会出现更多的营销名称。

我不能只用现有的智能手机接5G吗?

抱歉,没有。5G技术需要一组特定的天线才能进入特定频段。例如,Sprint的LG V50专门针对其5G网络进行了调整。同样,三星银河S10 5G已针对Verizon的网络及其毫米波频谱进行了调整。

许多电话将使用高通公司的X50调制解调器,该调制解调器专门设计用于接入特定的5G频段。后来的手机将使用第二代芯片,该芯片可以吸收更多的频段。

您可以预计,更多的5G手机将在今年晚些时候推出,并且能够在2020年大规模投放于不同网络的手机也将问世。

三星,LG,摩托罗拉:我们有望在多久之前推出5G手机?

我有什么需要担心的吗?

高频频谱是大幅度提高容量和速度的关键,但是也有缺点。范围不是很大,尤其是当您有树木或建筑物等障碍物时。结果,运营商将不得不在获得5G信号的任何区域周围部署更多的小型蜂窝无线电,创造性地命名为小型蜂窝。

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这会让所有不想在他们附近使用蜂窝无线电的人感到恼火。

那么健康风险呢?

人们长期以来一直担心细胞信号可能会导致癌症。不幸的是,没有太多的研究来最终证明或反对健康风险。

这打开了人们对5G的担忧之门。尽管其中一些网络将以超高频运行,但研究人员指出,该网络仍属于不应该对我们的细胞有害的辐射类别。

不过,批评家说,对该问题的研究还不够,所进行的研究还不够。世界卫生组织将细胞信号列为潜在的致癌物。但它也注意到腌制的蔬菜和咖啡也是致癌物。

仍然,这是人们担心的事情。

5G将在2019年广泛使用吗?

还有另一个问题:对于许多人来说,5G可能仍然只是理论上的可能性。

T-Mobile表示,今年将在30个城市推出,AT&T将有22个城市,而Sprint将有9个上半年城市。但目前尚不清楚覆盖范围将是多少。在全球范围内,中国,日本和韩国都在竞相建立自己的5G网络,而欧洲现在正在使用自己的5G网络。

令人惊讶的是,到今年上半年,Sprint的5G覆盖面最广,覆盖9个城市的1,000平方英里以上。那不是很大的面积。

因此,您不必急着购买第一台5G智能手机。很有可能,该服务要到2020年或更长时间才能广泛使用。

此外,虽然有些人认为5G有助于改善所有人的覆盖范围,但农村地区可能会错过一段时间,因为它们缺乏支持所有这些蜂窝无线电的基础设施。

它会花费更多吗?

如果您是Verizon客户,那么可以。它的5G服务每月将多花费10美元(目前免收该费用)。其他人可能会跟随。

AT&T表示:“ 5G带来的功能将使我们对价格有所不同。”“我们预计价格将比我们今天的价格高。”

这与当时的Sprint首席执行官Marcelo Claure在3月份发表的评论相呼应,他说他将5G视为一种优质服务。新任首席执行官米歇尔·科姆斯(Michel Combes)拒绝评论价格问题,但尚未增加溢价。

有先例可循:LTE刚问世时就不再花钱了。您只需要购买一部新手机。但是定价模型确实会随着时间而改变。自4G推出以来,运营商都取消了无限的计划并将其带回。

Verizon的家庭宽带服务的无线用户费用为50美元,其他所有人费用为70美元。这些与其他宽带成本一致。(您可以在此处了解您是否有资格使用该服务。)

AT&T的移动5G服务将在头90天免费提供给“精选”客户。之后,该公司将收取499美元的热点费用,以及每月15美元数据上限的计划的70美元。

我们的5G词汇表

想要向朋友展示您的5G知识吗?还是看起来像是派对上最聪明的人?在下面查看我们的5G词汇表。

5G NR

5G位很明显,但是NR代表新广播电台。除了它是整个无线行业正在追赶的标准名称之外,您不必对此了解太多,它是在12月问世的。

这很重要,因为这意味着每个人在移动5G网络方面都在同一页面上。像AT&T和T-Mobile这样的运营商在建立自己的网络时都在关注5G NR。但是Verizon在该标准获得批准之前就开始将5G作为宽带替代服务进行测试,但目前尚未使用该标准。该公司表示,其宽带服务最终将采用5G NR,其移动网络也将按照NR标准运行。

毫米波

所有蜂窝网络都使用无线电波在空中传送数据,而标准网络则使用700兆赫兹等较低频段的频谱。通常,频段或频率越高,可以达到的速度就越高。然而,较高频率的结果是范围更短。

为了达到如此疯狂的5G速度,您需要非常非常高的频谱。毫米波范围介于24 GHz和100 GHz之间。

除了近距离之外,超高频频谱的问题还在于它很挑剔-树叶吹错了方向,您会受到干扰。忘记墙壁之类的障碍。像Verizon这样的公司正在致力于使用软件和广播技巧来解决这些问题并确保稳定的连接。

小细胞

传统的蜂窝网络覆盖通常源于巨大的塔楼,上面布满了不同的无线电和天线。这些天线能够远距离广播信号,因此您不需要太多。小型蜂窝则相反:背包大小的收音机可以挂在路灯,电线杆,屋顶或其他区域。它们只能在短距离内广播5G信号,因此其想法是在密集的网络中容纳大量的5G信号。

一些城市拥有这种密集的网络,但是如果您不在都市圈之外,那么小型小区将成为更大的挑战。

6GHz以下

考虑到真正的高频段频谱有多麻烦(请参见上面的“毫米波”部分),人们正在采取行动以更低的频率或低于6GHz的任何频率拥抱频谱。额外的好处是,运营商可以使用已经拥有的频谱来进入5G网络。例如,T-Mobile计划拥有600MHz的频谱范围,计划用于为其5G部署提供动力。在低于6GHz的频率之前,这是不可能的。

这就是为什么您看到越来越多的载波采用低频频谱的原因。

但是低频频谱却存在相反的问题:虽然到达远处的距离却不具有与毫米波频谱相同的速度和容量。

理想的做法是让承运人将两者结合使用。

千兆LTE

您将听到更多有关千兆位LTE作为5G的先驱的信息。最终,现有LTE网络的速度要快得多。但是,构建千兆LTE网络的工作为5G提供了基础。

有关千兆位LTE的更多信息,请在此处阅读我们的解释器。

多输入多输出

“多输入多输出”的缩写。基本上,这是将更多天线插入我们的手机和蜂窝塔中的想法。而且您总是可以拥有更多天线。它们可以接入速度更快的千兆LTE网络,并且公司正在部署所谓的4x4 MIMO,其中在电话中安装了四个天线。

载波聚合

无线运营商可以采用不同的射频频段并将它们绑定在一起,因此三星Galaxy S8之类的手机可以选择并选择最快,最不拥挤的手机。将其视为三车道的高速公路,因此汽车可以根据哪个车道的车辆通行较少来进出。

质量管理

这是一个非常技术性的术语,我什至不用去解释细微差别。它代表正交幅度调制。看到?甚至不用担心。

您需要知道的是,它允许流量以与载波聚合或MIMO不同的方式快速移动。还记得高速公路的比喻吗?好吧,有了256 QAM,您将拥有大型拖拉机拖车来承载数据,而不是微型汽车。MIMO,载波聚合和QAM已经进入4G网络,但它们在5G中也起着重要作用。

波束成形

这是一种将5G信号定向到特定方向的方法,可能会给您自己的特定连接。Verizon一直在使用毫米波频谱的波束成形技术来绕过墙壁或树木等障碍物。

未经许可的频谱

蜂窝网络都依赖于所谓的许可频谱,它们拥有并从政府购买。

但是,向5G的转变伴随着一种认识,那就是在保持广泛的覆盖范围方面,频谱还不够。因此,运营商正在转向未经许可的频谱,这类似于我们的Wi-Fi网络所乘坐的免费无线电波。

网络切片

这是一种能力,可以分解出各个频谱,为特定设备提供所需的连接方式。例如,同一蜂窝塔可以为您家中的已连接水表的传感器提供低功耗,较慢的连接,而与此同时,也可以为在真实导航中的自动驾驶汽车提供更快,更低延迟的连接时间。

您是否听到更多使5G相关的术语感到困惑?与我们联系,我们将使用其他条款更新此故事。

最初于美国太平洋时间2018年2月9日凌晨5点发布。

9月27日,10月17日和11月13日的更新:

添加了新的详细信息。包括有关Qualcomm活动的详细信息;添加有关AT&T 5G推出的详细信息;添加有关Verizon推出的新细节;包括有关Verizon后续速度测试的详细信息;添加有关Sprint和EE启动5G服务的信息;包含有关T-Mobile手机启动和更新状态的新详细信息。

更正,5月18日:

10月,Verizon在休斯敦的某些地区(而非达拉斯)启动了有争议的5G服务。

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