5g到底改變了什麼（5G到底是什麼上）

2023-07-24 11:58:27

人們從3G時代開始體驗到了便捷的移動網際網路環境，移動通信標準也經歷了一次次的迭代，目前第五代移動通信技術（5th generation mobile networks）也即將降臨到我們生活之中，通訊技術的每一次發展都會給我們的生活帶來翻天覆地的變化，3G（3rd—Generation3rd）網絡帶來了移動網際網路的便利，我們可以通過手機來瀏覽「微博」了解新聞趣事，也可以通過多種多樣的社交軟體，例如「微信」與家人、朋友進行實時溝通，曾經與生活息息相關，卻有著繁瑣過程的訂票服務，現在只需輕滑手機即可完成，4G網絡的出現更是將移動網際網路又大大的往前推進了一步，人們可以通過手機觀看在線視頻或是網絡直播，享受移動終端的流媒體服務，還能使用到從多本地化生活服務，比如訂外賣、網約車 等等。

那麼5G時代的到來，會給人們的生活帶來哪些更具顛覆的變化？5G技術本身又有什麼特點？

有趣的靈魂，聊科技人文，大家好，我是李自然，本期就和大家來聊聊5G。

5G中的G這個字母，對應的是英文中的generation這個詞，所謂的5G就是第五代的移動通信技術，如果我們回顧移動通信技術的發展歷史，在第一代移動通信技術（the first generationthe）出現之前其實還有一個0G（Pre-cellular）時代，也就是說在第一代移動通信標準確定之前，其實行動電話已經默默發展了很多年，行動電話的出現最早是美國軍方的軍事需求並由美國貝爾實驗室（Nokia Bell Labs）研發，兩個軍事據點之間的可以通過行動電話進行情報傳輸，但當時的技術對於無線電頻譜的利用較差，甚至可以用簡陋來形容，僅僅通過AM頻段和FM頻段來傳輸語音信號，到了二十世紀四十年代，世界上有一些公司，例如摩託羅拉、貝爾 等，逐漸開始嘗試商業化運作，推進行動電話走向民用，當時所謂的行動電話其實並沒那麼的移動，不像現在可以將手機隨身攜帶，但它確實是行動電話，為什麼呢，因為你可以將它裝在車內或者放在手提箱中，供大家在移動的環境中使用，可想而知，那個年代要將電話裝在車內或是配合手提箱使用，肯定不是一般人能夠用得起的東西。

有線信息傳輸與無線信息傳輸

1G時代：

1G的普世時期，在1980年到1990年之間，1G、2G、3G、4G每一代技術都會在市場上興盛大約十年左右的時間，1G時代最具代表性的硬體產品就是大哥大，在上世紀末的香港電影中，大哥大可是叱吒風雲黑幫老大手中的標配物件，原因其一是因為大哥大在當時較為貴重是一種身份的象徵，其二大哥大的體積很大近似磚頭，真的打起來也可以作為武器來使用（笑）。大哥大本身音質很差，電池續航也不行，最重要的是它的通話並不安全，因為整個1G時代的通話都是通過模擬信號進行傳輸，後續通信技術發展為了數位訊號，數位訊號下就可以對信號進行加密處理，而模擬信號是很容易遭到竊聽的。

大哥大

2G時代：

2G（Second Generation）時代開始出現了利用數位訊號（Digital signal）進行信號傳輸，這時的通話音質也提高了幾個檔次，同時安全性方面也有顯著的增強，可以對傳輸信息進行加密，2G最重要的特性是在於通信協議是全球化的統一標準，並且引入了簡訊（SMS，Short message service）功能，2G網絡的使用時間在1990年到2000年，在2G與3G換代的過程中還有夾雜著2.5G（GPRS）與2.75G（EDGE），早期大多數的中國移動網際網路用戶都是通過GPRS實現的移動數據漫遊，後續EDGE技術的出現已經可以實現簡單的移動辦公，包括查閱郵件與簡單的瀏覽網頁，到目前為止EDGE還應用於我們的生活之中並未淘汰，例如4G信號不穩定時，手機會自動與EDGE建立聯繫，這時在手機的信號欄會跳出 「E」 的提示，EDGE是一種非常接近3G技術，但因為它出現在了3G之前，所以大家習慣把它稱為2.75G。

通信電波頻段

移動網際網路大爆炸—3G時代

3G時代：

3G時代的來臨可以說徹底顛覆了人們的生活，也帶來了移動網際網路的大爆發，同時期許多軟硬體巨頭開始嶄露頭角，蘋果、Google、HTC、三星 等行業頭部企業開始發力，先後都推出了震驚世界的產品，3G的出現滿足了大眾對移動網際網路基礎的網速要求，最重要的是3G能做到真正的移動環境下進行聯網，穩定的信號傳輸使它贏得了市場，3G到4G的發展，同樣不是一躍而成的，它們之間還存在著3.5G（HSPA）與3.75G（HSPA ）通信標準，這兩種技術的體現就是WCDMA，與其並行的還有CDMA200與TD-SCDMA，構成了當時的三大標準，3G網絡發展到末端已經和4G初期的網速非常最近，3G網絡的使用時期在2000年至2010年左右。

4G時代：

來到2010年，移動網際網路全面進入4G時代，4G時代的主要特點就是以數據傳輸為核心進行標準設計，在3G和3G之前的時代，人們還是傳統的認為通話功能才是手機最核心的功能，因此很多手機硬體廠商在手機研發過程中，在功能點上都是圍繞著通話、簡訊進行調整，3G時代下移動網際網路開始進行全面升級，人們逐漸發現當下手機最重要的功能並不是打電話或是發簡訊而是接入網際網路與網際網路進行數據傳遞，所以整個4G通信標準的制定就是建立在數據傳輸之上，在前面提到過最初的4G並沒與末期的3G拉開質到差距，但是隨著後續的技術更新，先後推出了4.5G與4.9G，現在廣泛應用的4.9G（LTE）已經非常最近於5G，傳輸速率已非常之快，除了快，低延遲也是4G的一大特點，例如你在觀賞一部高清電影時網絡的延遲高低對於你而言並不是大問題，但速度一定要穩定，不然就會出現轉圈等待的情況，但如果你在遊戲之中，延遲高低對於你來說就無比重要，延遲會直接影響到你的遊戲體驗，相反此時網速就沒有那麼重要，因為傳輸的數據量較小所以對網絡速度的要求不高，舉個例子，在進行手遊吃雞時，當敵人出現在你的面前，騰訊伺服器會通過網絡給予終端一串信息指令，這串指令會使敵人在畫面中出現在你的眼前，在3G網絡環境下通常來說延遲在500ms左右，騰訊伺服器發送這串指令給手機並通過畫面告訴你，一般來說已經是半秒之後了，假設你的反應無限快，看見敵人的同時立即開槍，開槍的指令傳回騰訊伺服器，這一系列的操作完成時間也是超過了一秒鐘，這樣的延遲速度，並不能滿足像吃雞這樣即時演算、高頻對抗的遊戲，所以說在3G時代並沒有強競技性、即時演算的遊戲出現。

5G延時、人腦反應、4G延時

4G網絡已經能將幾百毫秒的延遲降低至數十毫秒，在低延遲的網絡環境中進行即時演算的 「PVP」 遊戲就沒有太大的問題，因為4G的到來，手遊產業得到了史無前例的發展，出現了王者榮耀、虛榮、刺激戰場、第五人格等等的現象級手遊，在這些遊戲出現的背後，4G網絡的基礎設施為其做了很大的鋪墊。

天線的波束賦形

5G是什麼？

每一代通信技術大概都會有十年左右的應用時間，此規律如果得以延續的話，那我們就可得知2020年至2030年是5G應用蓬勃發展的十年，5G技術會非常深刻的改變我們每一個人的生活。

部分國家的5G協議無線電頻譜

5G網絡的上下行帶寬速率相比4G網絡要快了十倍以上，只說數據可能難以理解，這裡用某些物體的高度來做一個類比，1G網絡傳輸數據的效率大概相當於是一隻蟋蟀的高度、2G網絡的傳輸速度大概是一條狗的高度、3G網絡速度相當於五層樓那麼高、4G網絡相當於哈利法塔的高度（828米/2,717英尺）人類最高建築物、那麼到了5G就等同於珠穆朗瑪峰的高度（8,844.43米/29,017.2英尺），從這個直觀的比喻可以看出移動通信技術是成指數型的趨勢增長進步，5G的另一個特點就是進一步降低了延遲，前面提到4G已經將延遲降低到了二三十毫秒，這對於一般遊戲的應用已經沒有問題，但是面臨一些更苛刻的工業環境，我們還需要將延遲進一步的降低，目前來看5G已經將網絡延遲降低到了1ms，在很多情況下已經可以忽略這個延遲，超低延遲可以推動遠程醫療、工業控制 等等有相關網絡需求的工業領域發展，其中自動駕駛與低延遲有著較強的關聯性，假設一臺自動駕駛汽車在處理臨場緊急情況時能夠提早十幾毫秒作出反應，肯定就會變的更加安全。

4G信息處理量1X與5G信息處理量10X

5G網絡還有一個重要特點，對於接入5G網絡信號的設備可以保持低功耗運作、支持同時超過一萬億個設備接入，這一特性為未來全面發展物連網打下了良好的基礎。

5G發展三大要點

在5G時代之前，人們認為不需要聯網的物品，進入5G時代後需要重新審視與考慮，是否將這些物品接入網際網路為我們的生活提升便利，這裡舉一個例子，每家每戶都有電錶、水錶、煤氣表，在以前，核對這些計量表並報給水電公司是一件比較繁瑣的事情，在4G時代下根本不會想到將此類家用計量表接入網際網路，如果將這個作為創業項目的話，我覺得它非常的不靠譜（笑），第一成本高，4G的資費肯定比5G要貴很多，到了5G時代網絡資費肯定會更加的便宜，如果往水錶裡放一張電話卡，這水錶不用想一定會比正常的水錶賣的貴，4G的功耗也是大問題，不可能隔幾天就給水錶充一次電，給水錶接上插座也不符合常理，換一種方式，將這些物品連接WIFI並接入路由器或網關能解決問題嗎？前些年一直在推廣但是沒有興起的概念——智能家居，就符合此想法，智能家居裡有一個很重要問題就是每一個設備都需要接入路由器，這個過程首先非常的麻煩，對於一些小白用戶來講其實是難以操作的，而且過於依賴家中的核心控制模塊（路由器、網關 等等），萬一核心控制模塊出現了問題或是斷網，那麼家中的電器、甚至水錶電錶都會處於癱瘓狀態，這種處境會使用戶陷入尷尬，得不到良好的體驗，5G時代的來臨讓我們可以重新思考設備上的可能性。

IOT—物聯網

本文根據《李自然說》視頻內容整理；