8秒就花300塊 帶你看清未來(lái)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)
如何提高互聯(lián)網(wǎng)接入速度一直是各國(guó)運(yùn)營(yíng)商所研討的重點(diǎn)課題，從80年代初的模擬信號(hào)到現(xiàn)在的4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)即將普及，數(shù)據(jù)交換速度已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍。人們對(duì)于速度的追求是永無(wú)止境的，雖然在大眾的眼里4G已經(jīng)足夠快，但科學(xué)家實(shí)際上早就開(kāi)始了針對(duì)下一代通訊技術(shù)的研究，今天我就帶大家看一看未來(lái)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的大致面貌。
什么是5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)？——————————————————————————————————————
很多人可能一上來(lái)就有這個(gè)疑問(wèn)，什么是5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)？ 大家可能已經(jīng)知道，這里的 G 是 Generation（代）的意思，所以5G是第五代移動(dòng)通訊技術(shù)。
從手機(jī)的出現(xiàn)一直到現(xiàn)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)遍布各個(gè)角落，數(shù)據(jù)的傳輸經(jīng)歷過(guò)多種方式的演進(jìn)。最初只有模擬音頻信號(hào)，從90年代才開(kāi)始演變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，以 GSM/GPRS和EDGE 為主的 2G 服務(wù)成為主流。進(jìn)入21世紀(jì)，3G的出現(xiàn)帶來(lái)了下行速率上極大的飛躍，從Kbps級(jí)別直接躍升至Mbps級(jí)別，WCDMA制式以及后續(xù)的HSPA幾乎和家用寬帶的速率對(duì)等。
4G時(shí)代來(lái)臨后，F(xiàn)DD和TD兩種工作方式的LTE網(wǎng)絡(luò)成為了人們熱議的焦點(diǎn)，在全球200多個(gè)國(guó)家采用FDD LTE的情形下，國(guó)內(nèi)當(dāng)局則首先為三家運(yùn)營(yíng)商發(fā)放了TD牌照，不得不認(rèn)為是扶持在3G時(shí)代落下腳步的中國(guó)移動(dòng)。雖然近期工信部為聯(lián)通和電信發(fā)放了FDD牌照，但終歸還是遲了點(diǎn)。
不過(guò)這種格局將在5G時(shí)代有所改變，因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)有很大可能性會(huì)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)制式，或者說(shuō)在當(dāng)前4G模式不便的情況下，納入WLAN 802.11ax（也就是802.11ac Triple E）作為輔助工具，利用MU-MIMO（多用戶(hù)多入多出）技術(shù)改善網(wǎng)絡(luò)資源利用率，為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端提供互不干擾的接入平臺(tái)。這個(gè)接入平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化最快將于明年年初公布，國(guó)內(nèi)的進(jìn)展也時(shí)分迅速，目前正由大唐電信帶領(lǐng)各大研發(fā)機(jī)構(gòu)進(jìn)行深度探討。
雖然目前來(lái)看5G沒(méi)有一個(gè)確定的制式或標(biāo)準(zhǔn)，但5G預(yù)計(jì)會(huì)帶來(lái)1Gbps+的下行速率以及更低的延遲和更高的可靠性。
5G網(wǎng)絡(luò)利用了哪些技術(shù)？——————————————————————————————————————
上文提到，5G網(wǎng)絡(luò)很有可能采用LTE的基礎(chǔ)架構(gòu)不變，那么這里首先要介紹一下兩種LTE（TDD/FDD）的傳輸模式。
TDD指代時(shí)分雙工，也就是說(shuō)上下行傳輸在同一頻段上按照時(shí)間分配交叉進(jìn)行；而FDD則是頻分雙工，即上下行分處不同頻段同時(shí)進(jìn)行。相比于TDD而言，F(xiàn)DD在延時(shí)上更具優(yōu)勢(shì)，而TDD則在頻譜利用率上比FDD更高，在人口密集的地區(qū)，TDD相對(duì)承載能力更強(qiáng)。
由于5G時(shí)代將FDD和TDD頻譜統(tǒng)一，所以如何最大化頻譜資源利用率必將成為5G研發(fā)者要考慮的因素。其中SCMA（Sparse Code Multiple Access 稀疏碼多址接入）、PDMA（圖分多址接入）、NOMA（非正交多址接入）成為可擴(kuò)大資源利用率的三大技術(shù)候選，其中前兩者非別由華為和大唐電信提出。
同時(shí)，5G時(shí)代還需依托于超密度網(wǎng)絡(luò)（Ultra-Dense Network）以及大規(guī)模多入多出（Massive MIMO，如上圖）和（All Sequence Access）全頻接入技術(shù)，除了要讓更多的設(shè)備能夠在同一基站覆蓋區(qū)域同時(shí)使用，還將讓一個(gè)設(shè)備支持多種頻段的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸。
除了主要技術(shù)，還有許多很有潛力的技術(shù)能夠納入最終的5G標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，譬如FBMC（濾波器組多載波系統(tǒng)）、F-OFDM（正交頻分復(fù)用技術(shù)），這些都能為5G網(wǎng)絡(luò)的可靠性做出貢獻(xiàn)。
5G網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了哪些優(yōu)勢(shì)指標(biāo)？——————————————————————————————————————
介紹完技術(shù)層面，接下來(lái)就要探討一下5G相比于現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)能為用戶(hù)帶來(lái)哪些優(yōu)勢(shì)。先來(lái)看一下5G在未來(lái)的使用場(chǎng)景：
主要分為三大類(lèi)：智能手機(jī)及可穿戴領(lǐng)域、云計(jì)算和智能家電領(lǐng)域、工農(nóng)經(jīng)濟(jì)醫(yī)療領(lǐng)域。綜上基本上涵蓋了所有人類(lèi)可以接觸到的環(huán)境，也就是物聯(lián)網(wǎng)的整個(gè)范疇。如果5G網(wǎng)絡(luò)能在所有這些使用場(chǎng)景中覆蓋，則需要做到以下幾點(diǎn)：
● 高速率
這一點(diǎn)不用多說(shuō)，在現(xiàn)如今的4G標(biāo)準(zhǔn)下，LTE-Advance Cat.6 等以上標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)可以達(dá)到300Mbps甚至更高的速率，而5G的下行速率至少為1Gbps。日前英國(guó)科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中達(dá)成了1Tbps的下行速率，約合目前4G標(biāo)準(zhǔn)速度的6萬(wàn)倍（點(diǎn)擊查看），每秒可傳輸30部藍(lán)光電影。雖然正式商用的5G可能沒(méi)有這么夸張，但輕松突破USB 3.0的傳輸速度極限還是很有可能的。
● 低延時(shí)
延時(shí)是阻礙物聯(lián)網(wǎng)中智能汽車(chē)、智能醫(yī)療和智能工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的勁敵，高延時(shí)不僅會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸時(shí)效性降低，還會(huì)影響安全。
以智能汽車(chē)為例，人類(lèi)的制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間大概在500ms左右，如果汽車(chē)以60Km/h的行進(jìn)速度行駛，遭遇緊急情況時(shí)人往往會(huì)在車(chē)多行進(jìn)8米后才進(jìn)行剎車(chē)動(dòng)作。而5G則要將延時(shí)降低到1ms，智能汽車(chē)主動(dòng)減速的安全性就提高很多。
● 高承載力
不知道大家是否遇到過(guò)這種場(chǎng)景：參加大型體育賽事或演唱會(huì)時(shí)，想分享照片卻發(fā)現(xiàn)怎么發(fā)也發(fā)不出去？其實(shí)這就涉及到了基站的承載力問(wèn)題。在進(jìn)行一些人群密集的公共活動(dòng)時(shí)，三大運(yùn)營(yíng)商往往會(huì)派駐移動(dòng)基站來(lái)暫時(shí)提高所在區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)承載力。
5G標(biāo)準(zhǔn)將把每平方千米的承載力提高到106級(jí)別以上，即可以同時(shí)讓1,000,000臺(tái)以上的設(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)，并保證速度和暢通。而且它所消耗的能源還要盡量的少，達(dá)到環(huán)境友好標(biāo)準(zhǔn)。
綜上就是5G網(wǎng)絡(luò)具備的優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，人類(lèi)基本可以實(shí)現(xiàn)“零”延時(shí)上網(wǎng)、“零”緩沖觀看流媒體等體驗(yàn)，非常令人期待。
5G網(wǎng)絡(luò)的資費(fèi)如何計(jì)算？——————————————————————————————————————
最后就要聊一聊資費(fèi)的問(wèn)題，眾所周知，網(wǎng)絡(luò)制式每升級(jí)一次，運(yùn)營(yíng)商的套餐就會(huì)貴上那么一點(diǎn)。而5G網(wǎng)絡(luò)的套餐會(huì)有多么貴呢？如果按5G最低標(biāo)準(zhǔn)的速度——1Gbps來(lái)看，那么你8秒就可以消耗完1GB的流量。按聯(lián)通3MB流量1塊錢(qián)的標(biāo)準(zhǔn)，你在這8秒內(nèi)就花了341元之多，這也是本文標(biāo)題的來(lái)歷了。
不過(guò)終歸是個(gè)玩笑，在5G網(wǎng)絡(luò)商用時(shí)，如何合理的制定流量資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)確實(shí)是一個(gè)問(wèn)題。理想狀態(tài)下，由于低延時(shí)和高可靠性，語(yǔ)音電話(huà)和SMS短信可能會(huì)消亡。取而代之可能是限時(shí)不限量的套餐或限量不限時(shí)的套餐。還有一種可能，就是運(yùn)營(yíng)商會(huì)限制不同資費(fèi)區(qū)間的5G接入速度，付出最多的用戶(hù)才能享受到最快的5G網(wǎng)絡(luò)。
總結(jié)——————————————————————————————————————
說(shuō)了這么多，大家應(yīng)該對(duì)未來(lái)的5G有了一定了解，距離它的正式商用還有幾年的時(shí)間，在這幾年中，手機(jī)也會(huì)伴隨著網(wǎng)絡(luò)研發(fā)的深入產(chǎn)生一些變化，但產(chǎn)品的大致方向不會(huì)變，始終是輕量化、虛擬化。也許過(guò)不了多久，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備就能取代手機(jī)，成為人們每天必備的高科技產(chǎn)品。但這一切都?xì)w功于互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，相信不久的將來(lái)，人們就可以邁進(jìn)萬(wàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能時(shí)代?！?/p>
關(guān)注我們
