首  页 综合布线 计算机网络 安全防范系统 一卡通系统 楼宇自控 新闻中心 九五简介 联系我们
 
 
新闻中心
技术文章
常见故障
企业动态
 
新闻中心 当前位置:新闻中心 << 技术文章 
5G能颠覆4G时代吗?来看看专家怎么说
 
 
时间:2020-12-23 作者: 来源:安徽九五 浏览次数:935 文字大小:【】【】【
 

上限已经确定

5G作为全球都将实施的第五代通讯技术,当然比4G先进得多,可以说领先4G十年。我要说的是,5G其实也有一些被大家忽视的问题。首先就是,5G的上限已经确定了。通信产业包括无线通信和有线通信,它们的结构分别是这样的: 无线通信:手机/Pad--基站--核心网--英特网有线通信:电脑/设备--英特网 也就是说,不论我们是用4G还是5G,或者用联通宽带,最终使用英特网上的资源和服务时都有两条路可选,一条走无线的,一条走有线的。 除了终端用的是手机还是电脑这个不同之外,有线和无线的差别还在于,无线通信里有基站+核心网,它们在有线通信里是不存在的。基站,我们都知道,就是那个楼顶的天线,伪装成草地里的“蘑菇”,负责在手机与核心网之间传递无线信号。那核心网又是干嘛的呢?其实就是移动、联通、电信运营网络时的那个计费系统。当然,这里还包括短信、呼叫管理等功能,经过核心网后才能与英特网相连。简单来说就是,虽然最终都要和英特网相连,但有线通信是直接连,而无线通信则绕了一圈,经过基站、核心网后再与英特网相连。英特网上,就是数据中心和连接各个数据中心的光纤。由于通信最终都要通过这里,所以这些光纤、数据中心的带宽与响应速度,就是5G网络的上限,当然也一样是20年后6G的上限、30年后7G的上限。而这个上限,我们在有线通信那一条分支上早就可以体验了,包括超宽的带宽和超低的延迟。这种体验就是,你的宽带申请1000M,使用六类网线,连接电脑的千兆或者万兆网卡以后,电脑上网各种秒开,下载速度超过100Mbyte这样。所以,就算不抹杀5G的前景,它也只能包含在通信产业无线通信那一子类中,永远无法超越网络资源的上限。全部通信资源的多少决定了5G的上限,这个上限是由那一时、那一刻有多少光纤,有多少数据中心和接口决定的。


耗资将会巨大

接下来,会涉及一些通信工程的细节,请你认真来看。不论是3G、4G还是5G,这些技术都是解决从手机--基站--核心网,这一小段的效率的。而3G、4G、5G,都由五大块组成——调制、编码、多址、组网、天线。所以如果5G有飞跃式的提升,总会包含在这五大块项目里。其中,调制和编码是最最基础的,基础到直接和物理原理、数学证明有关。比如,如何把光的频率、相位和信号的0101对应起来;怎么把信号的0101翻译成可读的文本,才能最大限度的利用好带宽等。所以五大块中的这两大块,其实从3G以来就没有大的变动。或者说,能开发的、能充分利用的在10多年前就已经做完了,就算可以提升,也就是百分之几的程度,远不是4G到5G那么大幅度提升的主要因素。而这个大幅度提升,主要是由五大板块的后三块——多址、组网、天线——来承担的。我不具体说细节了,简单来说,这三块内容大致解决的一个问题就是——现在5G通信的频率提升了,我们怎么把更高的频率资源充分利用上。把一段信息加载到一个频率的电磁波上,传输出去,这就是通信工程。电磁波的带宽越高,能传递的信息就越多;带宽越低,传递的信息就越少。你可以简单理解成,带宽就像路面的宽度一样,信息可以容纳其中。50年代,“信息学之父”香农就给出过一个香农定理,证明了,一段宽度的电磁波最多可以容纳的信息量是确定的,有明确的数学证明。70年代后,移动通信技术快速发展。从2G通信起,人们已经把一定频率的带宽里能容纳多少信息开发得极为到位,接近上限了。而5G,因为使用的电磁波的频率较高,带宽就上下浮动了0.5%。别小看这0.5%,这个宽度是很可观的,这就是5G带宽比4G高很多的原因。拉高频率后,带宽是增加了,但也有代价——电磁波频率一高,指向性就变强了。比如,光就是非常高频的电磁波,指向性就特别强,你用手掌就能挡住射来的光。这就是在各类介绍5G的文章里说的,要多多建基站的原因,只有这样才能覆盖盲区。在5G初期,使用的频率是3.5GHz,这个指向性稍弱,基站建设数量还不用太多。如果频率真的拉到5G中最高的28GHz,估计基站要建今天4G的5倍才够,那将是一个非常大的资金需求。

应用场景有限

好,费了这么大劲把5G建设起来,为的是什么呢? 

当然是更高的速度和更快的响应。但关键是,什么时候才需要那么高的速度和响应呢?

1. 高清视频 

最直观的答案是,看4K、8K高清电影。但实际上,今天在线视频里的4K高清,速率才50Mbps,而今天4G Cat11的速率已经达到600Mbps了,就算实际应用远到不了600,看4K高清也足够了。

8K也不行,今天8K的设备还没有普及呢。就算再过5年8K设备普及了,也是普及到家里客厅的屏幕上,手机、平板就巴掌大小,就算真做出8K来,细腻度也已经超过人眼视锥细胞的分辨精度了,没有用。

用手机看4K和看8K分辨不出来哪个是哪个,怎么会有动力升级呢? 

那家里客厅屏幕的8K,总能体现出和4K视频的差异了吧?是。不过既然设备都安放在家里,有便宜的千兆宽带,用5G的实用性就不高了。 

所以你发现没有,5G就是为移动服务的。只要设备的位置固定,大家就都用我一开头说的有线通信这条路,实现高速和低延迟。这是一个早就成熟的、廉价的解决方案。

2. VR视频

有人可能会说,VR视频是个反例。普通电视,把屏幕里的内容读取和显示出来就可以了;而VR视频需要360°全部都提前读取,才能在人转头时不卡顿,数据量一下大了很多。这要求的带宽,比普通视频大多了。

我们先不说,这个带宽其实4G就可以提供。就算4G不行,还有家里的宽带和WIFI呢。

现有技术唯一覆盖不了的场景,就是室外,你戴着一套能移动的VR设备到室外去,那没辙。但是,分辨率如此高的VR视频,VR头盔上必须搭配一个功耗100多瓦的图像处理器和与之相关的散热风扇、电源。

那样的头盔至少3公斤,戴着它在室外到处跑,就算不怕烫,也着实太沉了。

唯一可行的办法就是,把设备放在室内。这样视频处理器就不用非要安装在头盔上,脱下来放到主机上就可以了。但刚才说了,一旦放到室内,宽带和WIFI一样好用,也不是非要用5G。

3. 智能驾驶

低延迟是5G的又一大优势。4G时80ms延迟,5G时2ms延迟,这不是非常妙吗? 

经常拿来举例的是,能让智能汽车反应速度成倍提升,刹车距离大幅减少,更安全了。

计算一下,120公里时速的汽车刹车,因为4G时多了80ms,就是3米多的刹车距离,而5G能把这个距离缩短到10cm,很多事故就可以避免了。

算当然可以这样算,但这需要假设,汽车的驾驶控制是由一个远在他乡的控制中心操作的,由它决定刹车与否。实际怎么可能呢?

智能汽车的操控要由它自己的传感器和芯片控制,这样一来,4G和5G在延迟上的差别就微乎其微了。所以,低延迟并不会在智能驾驶上有所体现。

4. 游戏行业

那么,玩游戏呢?

这就涉及到整个游戏业和智能手机业了。

什么时候两个行业同时来个翻天覆地的大革命,把主力计算芯片和存储器游戏主体都从手机里移出来,放在一个中央数据中心里,5G或许能派上用场。

但是,这就不是5G可以主导的变化了。

5. 工业用专门领域

那么,低延迟在更加专业的领域,比如发电站的调控这些普通人接触不到,但又非常重要的地方,有没有应用前景呢?

也不太可能。5G最初是按民用可靠度等级设计的,也就是说,隔三差五有1分钟连不上网,或者每天有4、5次响应时间超过1秒,都是正常的。民用没有什么至关重要的环节,断断也无所谓。

而工业用,可靠度要完全超越民用。比如,发电厂要及时响应电网的功率调整,就涉及到煤的燃烧、氧气量、涡轮机的转速等,时间同步要求很高,需要把所有传感器、控制器、开关都搭建在一个专用网络里。

现在,这个网络一直运行得很好。如果换用5G,这个发电厂就算是废了,一个延迟就会导致全厂跳闸。

6. 物联网

最后,就是多设备了,物联网,物物相连。

但既然是物体,大都在固定地点,使用类似WiFi的方式就可以低成本、高带宽、低延迟的联网接,最划算的方式也不一定就是用5G。

特斯拉至今销售了200多万辆纯电动汽车,都是联网的,利用现有的通信网络就够了。

 

对5G的未来预测

当然,再强调一下,我说的这些并不是说5G不好,5G相比4G的提升是巨大的。纵观通信行业的发展,既然第五代通信技术规范已定,全球都会依照这个标准实施,所以5G必定会普及。

但它会不会带来像4G那样不可思议的突破呢?我觉得,可能会,也可能不会。哪怕它是一个全球所有国家都将实施的标准,也一样。

并不是所有的全球标准一定会引起巨变。

比如,3G就远没有4G那么成功,USB3.0标准也挺讨人厌的,大家都在等3.1标准;网页中的HTML5标准虽然有,但用的人不多;还有机箱里的BTX散热设计规范,也没有什么厂家支持。

所以,我们更需要关注的是,在5G的技术优势上,什么时候会产生又硬又广泛的强需求,这才是真正的大机会。


 
  加入收藏     打印此页     关闭窗口     返回顶部
 
 
 
版权所有:安徽九五网络科技有限公司http://www.ah95web.cn 皖ICP备06006112  
地址:合肥市蜀山区安粮国贸(金寨南路与东流路交口)1910室 电话:0551-65397195 65329185 13365699995 传真:0551-65318918
合肥网络工程,由九五网络网站建设中心推出,业务包括合肥网络工程,合肥综合布线,合肥局域网组建,合肥网络布线
.