8秒就花300塊 帶你看清未來5G移動網(wǎng)絡(luò)

    如何提高互聯(lián)網(wǎng)接入速度一直是各國運營商所研討的重點課題，從80年代初的模擬信號到現(xiàn)在的4G移動網(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。人們對于速度的追求是永無止境的，雖然在大眾的眼里4G已經(jīng)足夠快，但科學(xué)家實際上早就開始了針對下一代通訊技術(shù)的研究，今天我就帶大家看一看未來5G移動網(wǎng)絡(luò)的大致面貌。

什么是5G移動網(wǎng)絡(luò)？——————————————————————————————————————

    很多人可能一上來就有這個疑問，什么是5G移動網(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是第五代移動通訊技術(shù)。

    從手機的出現(xiàn)一直到現(xiàn)在移動網(wǎng)絡(luò)遍布各個角落，數(shù)據(jù)的傳輸經(jīng)歷過多種方式的演進(jìn)。最初只有模擬音頻信號，從90年代才開始演變?yōu)閿?shù)字信號，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)帶來了下行速率上極大的飛躍，從Kbps級別直接躍升至Mbps級別，WCDMA制式以及后續(xù)的HSPA幾乎和家用寬帶的速率對等。

    4G時代來臨后，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，在全球200多個國家采用FDD LTE的情形下，國內(nèi)當(dāng)局則首先為三家運營商發(fā)放了TD牌照，不得不認(rèn)為是扶持在3G時代落下腳步的中國移動。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。

    不過這種格局將在5G時代有所改變，因為5G網(wǎng)絡(luò)有很大可能性會統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)制式，或者說在當(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（多用戶多入多出）技術(shù)改善網(wǎng)絡(luò)資源利用率，為移動互聯(lián)網(wǎng)終端提供互不干擾的接入平臺。這個接入平臺的標(biāo)準(zhǔn)化最快將于明年年初公布，國內(nèi)的進(jìn)展也時分迅速，目前正由大唐電信帶領(lǐng)各大研發(fā)機構(gòu)進(jìn)行深度探討。

    雖然目前來看5G沒有一個確定的制式或標(biāo)準(zhǔn)，但5G預(yù)計會帶來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指代時分雙工，也就是說上下行傳輸在同一頻段上按照時間分配交叉進(jìn)行；而FDD則是頻分雙工，即上下行分處不同頻段同時進(jìn)行。相比于TDD而言，F(xiàn)DD在延時上更具優(yōu)勢，而TDD則在頻譜利用率上比FDD更高，在人口密集的地區(qū)，TDD相對承載能力更強。

    由于5G時代將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，5G時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)域同時使用，還將讓一個設(shè)備支持多種頻段的數(shù)據(jù)信號傳輸。

    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)帶來了哪些優(yōu)勢指標(biāo)？——————————————————————————————————————

    介紹完技術(shù)層面，接下來就要探討一下5G相比于現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)能為用戶帶來哪些優(yōu)勢。先來看一下5G在未來的使用場景：

    主要分為三大類：智能手機及可穿戴領(lǐng)域、云計算和智能家電領(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可以接觸到的環(huán)境，也就是物聯(lián)網(wǎng)的整個范疇。如果5G網(wǎng)絡(luò)能在所有這些使用場景中覆蓋，則需要做到以下幾點：

●  高速率

    這一點不用多說，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。日前英國科研團(tuán)隊已經(jīng)在實驗室中達(dá)成了1Tbps的下行速率，約合目前4G標(biāo)準(zhǔn)速度的6萬倍（點擊查看），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

    延時是阻礙物聯(lián)網(wǎng)中智能汽車、智能醫(yī)療和智能工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的勁敵，高延時不僅會造成數(shù)據(jù)傳輸時效性降低，還會影響安全。

    以智能汽車為例，人類的制動反應(yīng)時間大概在500ms左右，如果汽車以60Km/h的行進(jìn)速度行駛，遭遇緊急情況時人往往會在車多行進(jìn)8米后才進(jìn)行剎車動作。而5G則要將延時降低到1ms，智能汽車主動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這種場景：參加大型體育賽事或演唱會時，想分享照片卻發(fā)現(xiàn)怎么發(fā)也發(fā)不出去？其實這就涉及到了基站的承載力問題。在進(jìn)行一些人群密集的公共活動時，三大運營商往往會派駐移動基站來暫時提高所在區(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級別以上，即可以同時讓1,000,000臺以上的設(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，在未來的5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，人類基本可以實現(xiàn)“零”延時上網(wǎng)、“零”緩沖觀看流媒體等體驗，非常令人期待。

5G網(wǎng)絡(luò)的資費如何計算？——————————————————————————————————————

    最后就要聊一聊資費的問題，眾所周知，網(wǎng)絡(luò)制式每升級一次，運營商的套餐就會貴上那么一點。而5G網(wǎng)絡(luò)的套餐會有多么貴呢？如果按5G最低標(biāo)準(zhǔn)的速度——1Gbps來看，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)題的來歷了。

    不過終歸是個玩笑，在5G網(wǎng)絡(luò)商用時，如何合理的制定流量資費標(biāo)準(zhǔn)確實是一個問題。理想狀態(tài)下，由于低延時和高可靠性，語音電話和SMS短信可能會消亡。取而代之可能是限時不限量的套餐或限量不限時的套餐。還有一種可能，就是運營商會限制不同資費區(qū)間的5G接入速度，付出最多的用戶才能享受到最快的5G網(wǎng)絡(luò)。

總結(jié)——————————————————————————————————————

    說了這么多，大家應(yīng)該對未來的5G有了一定了解，距離它的正式商用還有幾年的時間，在這幾年中，手機也會伴隨著網(wǎng)絡(luò)研發(fā)的深入產(chǎn)生一些變化，但產(chǎn)品的大致方向不會變，始終是輕量化、虛擬化。也許過不了多久，虛擬現(xiàn)實設(shè)備就能取代手機，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，人們就可以邁進(jìn)萬物聯(lián)網(wǎng)的智能時代。■