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未來二十年,5G將如何改變我們的生活?

摘要:2019年10月31日,中國三大電信運營商在同一天公布了5G的資費價格,這標志著我國的5G網絡正式進入商用化。關于5G,還是鄔賀銓院士的那句話:“4G改變生活,5G改變社會。”

  ICCSZ訊 2019年10月31日,中國三大電信運營商在同一天公布了5G的資費價格,這標志著我國的5G網絡正式進入商用化。過去那么多年,一直被人們爭論不休的5G時代不再是未來,它已經開啟了。

  作為一個科普作者,關于5G,我最常被問到的一個問題是:我要不要把手機換成5G手機啊?

  這個問題,真的沒法一句話給個是或不是的結論,因為這個問題的答案與你是什么樣的人,以及你的具體需求息息相關。希望所有關心這個問題的人,能耐心地把本文看完,然后自己作出最適合你自己的決定。

  首先,你要了解5G信號覆蓋的現狀,因為5G手機只能在有5G信號的地方發揮最大的價值。在沒有5G信號的地方,它就依然只是一個4G或者3G手機,手機的5G標志就只是一個擺設。而與5G信號覆蓋面積大小直接相關的數據,就是5G基站的數量。

  我們以全國首個5G試用城市上海市為例。來看看如果要實現上海市5G信號的全覆蓋,需要多少個基站。

  根據三大運營商共同控股的中國鐵塔公司的數據,截至2019年第一季度末,上海全市共建成4G基站鐵塔2.6萬個。我國的5G網絡目前是工作在3300兆赫-5000兆赫之間的頻段上的。這是一個很高的頻段。但是,頻率越大,衰減就越厲害,所以基站與基站之間的距離就必須縮短。如果想要達到與4G相同的網絡覆蓋率,5G基站密度將是4G的3倍左右。也就是說,如果想要5G信號在上海市實現全覆蓋,需要建設大約7萬個5G基站。

  但是,好消息是,如果需要對5G設備進行大范圍推廣,所有已經建好的4G鐵塔都不需要重建,只需要進行比較簡單的供電改造,然后把5G設備掛上去就可以用了。這是推廣5G比4G有優勢的地方。所以,5G基站的建設速度會超過4G基站的建設速度。

  而且,5G設備發射信號的波長更短,波長越短就意味著天線可以做得更小,毫米波允許把天線陣列做得很小而沒有干涉現象發生,所以發射設備也比4G設備要小巧得多。城市里的紅綠燈、路燈、監控桿以及小區樓房的屋檐下都可以懸掛5G基站。這也是我們能夠以超快速度推進5G建設的原因。

  據報道,上海市計劃到2019年年底,建設超過1萬個5G基站,到2021年累計新建3萬個5G基站,屆時將基本實現上海市區范圍內的5G信號全覆蓋。

  除了這些發射功率較大的基站,5G還有一種專門用來解決建筑物內網絡信號問題的微基站。現在已經開通的上海火車站內的5G試點,就是由幾十個微基站組成的信號網,但部署的難度并不高,只用了很短的時間,試點就投入了運行。

  所以你看,雖然我們總是聽到某個城市動輒就要建設幾萬個5G基站,聽起來工程浩大的樣子,但實際上的難度應該還是在三大運營商的能力范圍之內的。況且,三大運營商的背后是國家的支持,在需要的時候,他們還會獲得海量的貸款支持。我國在辦這類事情的時候,特別能體現出一聲令下,全體動員,集中力量辦大事的特點。可能你不知道,我國的人口是世界五分之一,但我們擁有的4G基站的數量占了世界二分之一。所以,對于我國來說,能用錢解決的事情都不算大事。相比于5G面臨的其他阻礙,我反倒是對基站建設速度最樂觀的。

  但是,5G手機面臨的阻礙不僅僅只有基站問題,還有其他一些復雜的問題。其中有一個很大的阻礙是通信協議標準統一的問題。

  移動通信協議就好比我們平常說話一樣,如果咱們倆所使用的語言不一樣,是沒辦法互相交流的。所以5G也必須設立一個全世界統一的標準協議。確定協議這個事情,是由一個叫做3GPP的國際組織負責的。目前關于5G的通訊的穩定版本是R16版。但是這個版本預計要等到2020年的6月,才能最終確定下來。所以說,我們現在能體驗到的5G,還只是實驗性質的準5G

  很多人總是喜歡用下載電影快不快來判斷5G時代是否已經到來,但這其實是非常業余的想法。一秒鐘下載一部高清電影這種事兒,不可能也沒必要發生在手機上。

  凡是你在新聞中看到的一秒鐘下載一部高清大片的報道,都是在實驗室中理想狀態下的測試。所有的帶寬都分配給一部手機用,那當然快啦。但一旦民用,那就是無數的手機一起使用。并且我們目前試點的5G網絡都是非獨立組網的網絡,工作頻率也并不是在理想的24千兆赫的波段。但我想說,其實一秒鐘下載一部大片的事情根本就是一個偽需求,網速快到了一定程度后,就不再需要本地存儲影片了,所有的服務都是云服務。

  實際情況是,我國并沒有直接使用帶寬充足的毫米波來推廣5G,而是采用了逐步升級的策略,這是因為:

  第一,在現在的厘米波頻率上,我們能夠充分的利用現有4G網絡的基礎設備,快速推進5G信號的覆蓋。這是投資最少,見效最快的方案,也是最得民心的方案。

  第二,我們的毫米波頻率,目前是有一些特殊的用途占用著的,比如我們的航天項目、高空探測項目和射電天文研究,就需要使用毫米波的波段。如果想把一整塊帶寬資源都拿出來,給5G通信使用,國家也需要充足的時間去協調。

  第三,就是我們的毫米波商用設備其實還不夠成熟。比如說我們要用在基站上的毫米波天線,現在仍處于實驗階段。毫米波繞過障礙的能力很差,會受到降雨、霧霾天氣的嚴重影響,很多問題還有待于技術上的突破。

  看到這里,或許你還是一頭霧水,不知道自己何時需要換5G手機。那么這樣,我換個方式來回答這個問題,我給你大致描繪一下5G在未來的發展時間節點,你可以自己對號入座,看看自己屬于哪一類人群。

  最初,身處5G試點區域的人,可以體驗到令人驚艷的上網速度。因為,這時候與你分享帶寬的人數會很少,網速自然就會相當快。這件事情現在正在發生。

  隨后,隨著5G網絡覆蓋面積的增大,用戶數量也會急劇上升,帶寬分享肯定會帶來網速的下降,雖然這時候的5G網速肯定還會比4G時代快得多,但肯定已經談不上驚艷了。這個過程會發生在未來2-3年之內。

  再后來,有50%的用戶升級到5G網絡,這可以定義為5G網絡完成全覆蓋的重要時間節點。我預測,這個時間節點會在未來4-5年內到來。

  在5G的普及過程中,會有一種神奇的智能硬件誕生。與現有的智能硬件不同,新款的智能硬件將會自動直連5G網絡,不再需要WIFI的支持,它們默認就是聯網狀態的。這些智能硬件的廠家早已與運營商簽訂了協議,它們將終生免費使用5G網絡,無需你為它們繳納網費。這種硬件會在5年后大量出現,它們的應用領域也層出不窮。到那個時候,大多數人才會意識到,原來5G不等于手機。

  很快,你還會發現,一些廠家的配套家電之間會支持自動的通信。比如說,你的空調可能會在開啟前幫你把窗戶關上。或者你的冰箱會把雞蛋從電商網站加入你的購物車里。你的健康手環和體重秤也不會再與你的手機通信,它們會直接把數據上傳到云端,交給人工智能健康管家去管理。如果你家里所有的家用電器全部選購的都是同一個品牌,那么它們很有可能做出一些更有想象力的事情。這件事情在未來5-10年之間會逐漸呈星火燎原之勢。

  5年后,在一些公共場所,比如體育館、火車站和飛機場等人員密集的場所,你會發現上網速度比你的家里要快上幾倍甚至十幾倍,這是因為毫米波5G已經在這些需求最高地方逐漸普及了。10年后,只要在有公路的地方,我們就可以享受到來自路燈燈桿上的毫米波5G提供的超高速網絡。

  令人無限期待的自動駕駛技術,很可能會在15年以后才能逐步走向實際應用。自動駕駛技術比家用電器困難的地方不僅僅是技術細節,更有兩個巨大的阻礙需要突破。一個是通信協議上的統一。只有所有的汽車廠商都遵循這個協議,自動駕駛汽車才能在路面上完成通信和協作。另一個問題是新老汽車的交替,也必然需要一個漫長的淘汰過程。

  計算機科學家吳軍博士曾經預言,工作在物聯網設備上的芯片需要更低的能耗,同時也需要一個更加輕巧的操作系統與之配合。這將會誕生另外兩個巨頭型的公司。在互聯網時代,這兩家公司是微軟和英特爾;在移動互聯網時代,這兩家公司是谷歌和ARM;在萬物互聯的時代,5G 已經開始全面融入普通人的衣食住行。經過激烈的競爭之后,兩個新的互聯網巨頭也會初露端倪,商業江湖的格局開始重新洗牌。

  關于5G,我非常喜歡鄔賀銓院士的那句話:“4G改變生活,5G改變社會。”

  好了,現在你知道自己什么時候需要換5G手機了嗎?

  (作者汪詰為科普作家,著有《星空的琴弦》《億萬年的孤獨》《未解的宇宙》《少兒科學思維培養書系》等書。)

內容來自:澎湃新聞
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關鍵字: 5G
文章標題:未來二十年,5G將如何改變我們的生活?
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