我学通讯的 第1次看到有人把5G讲的这么简单明了
原始标题:我一个学通讯的 , 第1次看到有人把5G讲的这么简单明了5G目前是比较火爆的一个话题 , 尤其是需要更换手机的朋友 , 就不得不考虑到底是购买5G手机呢 , 还是继续购买4G手机 , 到底5G网络什么时候普及到自己家门口呢 。简而言之 , 5G指的就是第五代通讯技术 , 它最主要的特点是:波长为毫米级、超宽带、超高速度、延迟超低 。
5G的发展路程1G实现了模拟语音通信 , 80后的你如果还有印象 , 那时的大哥大没有屏幕 , 就只能打电话;2G实现了语音通信数字化 , 尤其是小灵通活了 , 这种功能机有了小屏幕 , 可以发短信啦;3G实现了语音以外图片等多媒体通信 , 手机的屏幕变大 , 可以浏览图片等信息啦;4G实现了局域高速上网 , 尤其是智能手机屏幕是越来越大了 , 因为可以看视频了;1G~4G都是着眼于个人与个人之间的更方便快捷的通信 , 而5G的到来颠覆了这一切 , 它能够实现随时、随地、万物互联 , 局限性大大减小 。先记住下面这个神奇却简单的公式:
通讯技术 , 本质上就分为两种:有线通讯、无线通讯 。
信息数据要么就在电线上面传输(看得见摸得着) , 要么就在空气中传输(看不见摸不着) 。有线传播 , 速度可以非常高 , 但空中传播 , 却是移动通讯的一个瓶颈 。 现在主流的4G LTE , 理论速率只有150Mbps , 这比有线传播差的太远了 。所以 , 5G网络研发的一个重中之重 , 就是突破无线传播的这一个瓶颈问题 。
无线通讯利用的就是电磁波进行通讯 , 电波和光波 , 都属于电磁波的范畴 。电磁波的功能特性 , 是由它的频率所决定的 , 不同频率的电磁波有不同的属性特点 , 从而有了不同的用途 。 比如高频的γ射线 , 它具有很强大的杀伤力 , 可以用来治疗肿瘤 。
电波之间也是会有干扰的 , 为了避免干扰和冲突 , 对电波进行了划分 , 然后分配不同的用途 。我们在手机上使用的主要是中频~超高频 , 比如常说的“GSM900”指的是工作频段在900MHz的GSM , “CDMA800”指的是工作频段在800MHz的CDMA 。
从1G到4G , 使用的电波频率越来越高 , 这是因为 , 频率越高 , 能使用的频率资源就更丰富 , 从而传输速率就越高 。频率资源是什么?把频率资源比作车厢 , 越高的频率 , 车厢就越多 , 同等时间内能够装载的信息量就越多 。
那么5G的使用频率是多少呢?先看下图:
5G的频率范围 , 分为两种:一种是6GHz以下 , 这个和2G/3G/4G差别不算太大;还有一种就很高了 , 在24GHz以上 , 目前在国际上主要使用28GHz进行试验 。就按28GHz来计算 , 根据前面的公式:
这就是5G的第一个技术特点:毫米波 。
最下面一行就是毫米波 。高频率好处如此多 , 为什么我们以前不使用呢?并不是不想用 , 而是用不起 。
电磁波的显著特点:频率越高 , 波长越短 , 越趋近于直线传播(绕射和穿墙能力越差) , 频率越高 , 在传播介质中的衰减也就越大 。比如激光笔(波长635nm左右) , 射出的光是直的吧 , 被挡住了它就悲催的过不去了;再看卫星通信和GPS导航(波长1cm左右) , 如果被物体挡住 , 就没信号了吧 。
卫星的那张大嘴巴 , 必须瞄准卫星的方向 , 要不然哪怕歪一丢丢 , 就会大幅度影响信号质量 。在移动通讯中使用高频率 , 就存在一个大问题 , 即传输距离大幅度缩短 , 覆盖能力大幅度减弱 。
同样的范围 , 5G需要更多的基站 , 建站的增加意味着成本的增加 。这就是为什么三大运营商 , 奋力追求低频段 , 太省钱了 。这也是为什么 , 5G时代来了 , 运营商却拼命的希望设备供应商降低基站的价格 。可基站的价格再怎么压缩 , 总有个低谷的 , 不可能一直压下去 , 而且谷底的价格未必就是运营商理想的价格 。这个时候 , 运营商想出来了一个办法:微基站 。大家经常在户外见到的高高的铁塔样子的属于宏基站:
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