5G的世界

除非你一直生活在一块岩石下,否则你现在已经听说过 5G 这个词。 您可能已经在新闻中看到一些阴谋论者认为它正在传播 COVID-19,或者您可能在 Apple 具有 5G 功能的新 iPhone 12 系列的背景下听说过它。 苹果肯定在 5G 上大做文章,但为什么呢? 每个人都对更快的下载感到高兴,但 5G 的意义远不止于此。

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简而言之,5G 是用于手机的下一代互联网和语音技术。 每隔几年,随着技术的发展,就需要一个新的标准。 推动这一需求的主要压力是 对高速数据的需求不断增加 以及快速增长的连接设备数量。 5G 有望满足这两个需求:更快的连接、更好的视频通信和更多连接的设备,包括汽车、恒温器等等。

5G 与 4G:第一步

5G 不是首字母缩写词,而是技术标准的名称——一种技术条约。 该标准确定了该技术将使用的无线电带宽的哪一部分,并确定了有关该技术必须如何工作以使网络能够相互通信的重要决策。

5G 的第一个承诺是速度,但它快了多少? 汤姆指南做了一个简单的 速度比较 在 4G 和 5G 网络之间,发现除了广告夸张之外,Sprint、AT&T 和 T-Mobile 5G 网络上的数据下载速度大约是 4G 上的两倍(约 70 兆比特每秒,而不是约 35 Mbps)。 Verizon 的 5G 网络表现要好得多,平均传输速度几乎是 4G 传输速度的 14 倍。

因此,5G 已经提供了速度提升,但这些是当前技术的平均传输速度。 如此简单的比较无法捕捉到真正的好处。 尽管所有 5G 都应该比 4G 快,但速度的多少会因您所在的位置而异。 这部分是因为 5G 极大地扩展了设备可能用于通信的无线电频率范围。 为了让消费者充分利用这一点并避免挫败感,我们需要了解一点扩大的无线电范围意味着什么。

5G 速度:低、中、有时甚至是高频段

所有手机都使用无线电波进行通信,就像 FM 收音机和您当地的 Wi-Fi 一样。 调频广播在频谱的低端广播,然后是手机、Wi-Fi,然后是卫星电视。 更高的频率可以携带更多的数据——提供更高的速度——但距离更短,并且更难穿透墙壁或其他覆盖物。 例如,卫星电视在 10 GHz 范围,它可以非常快速地传输大量数据——数百个电视频道——但广播无法穿透你家的墙壁,所以你必须在墙外安装一个碟形天线。 频谱稍低的 Wi-Fi 可以更好地穿墙并传输更少的数据。 3G 和 4G 手机通常在 800–2,300 MHz 范围 取决于他们的运营商网络。 在这个范围内,建筑物和墙壁并不是很大的障碍。

5G 设备可以使用从 600 MHz 一直到 39 GHz 的频率进行通信——总范围大幅增加! 虽然这个范围很广,但没有设备可以同时使用整个范围。 相反,他们使用该地区可用的任何频段:根据该地区的法律要求和运营商的技术实施。 为简单起见,5G 分为三个范围,称为高、中和低。

低频段 5G,在您的 iPhone 12 或更新机型上通过简单的 5G 符号 在右上角,工作范围与旧手机服务标准相同。 低频段的主要优势在于它可以在距离基站最远的地方进行通信,这意味着它可以在农村地区提供基本覆盖。 在这些地区,低频段 5G 仍可能优于现有的 3G 或 4G,因为新标准需要升级传输技术。 截至 2020 年 12 月撰写本文时,许多城市已经可以使用低频段 5G。

苹果用 5G+ 符号表示的中频段 5G 距离手机信号塔几英里,这意味着它将在城镇中使用。 Venturebeats 报告称,中端 5G 的下载速度从 100 Mbps 到 900 Mbps 不等,具体取决于您居住的地方。 这个中频段与 Wi-Fi 使用的无线电频谱的部分非常大致相同。

Apple 承诺的 4 Gbps 非常高的下载速度只有在使用高频段 5G 时才会出现,并且只有在最佳情况下才会出现。 想象一个可以清楚看到天空的卫星天线。 高频段 5G 的范围也很短——电波距离基站不到一英里。 由于距离如此短且受到建筑物的强烈干扰,高频段 5G 信号塔仅可能出现在体育场馆和会议中心等地点附近。 即使在存在高频段 5G 的地方,信号强度也会根据您在建筑物中所处的位置而有所不同。 也就是说,它的速度非常快,实际测试证实它可以达到与家庭宽带相当的速度。

随着运营商推出新的信号塔,5G 的质量将会提高。 就目前而言,目前即使在农村地区也可能(但不能保证)比 4G 更快,因此只要 5G 可用,升级将是值得的。

5G 可用性?

即使 5G 低频段使用与 3G 和 4G 相同的频率,现有的蜂窝塔也必须升级或更换以支持 5G。 用提供 5G 连接的天线替换用于现有蜂窝信号的复杂天线是每个蜂窝运营商必须完成的一项艰巨工作。 正如您所期望的那样,低频段首先出现,因为它的范围最长,因此需要最少的工作量才能推出。 事实上,它已经在全球许多城市推出。 不同的低、中、高频段 5G 的拼凑必须由每个小区运营商服务单独实施。 您需要查看运营商的网站,了解您所在地区是否有 5G,如果您正在考虑更换运营商,请比较他们的覆盖范围。

5G安全吗?

科学家之间的强烈共识同意 5G是安全的. 5G 使用频率的无线电波对活体的唯一已知影响是温暖。 在非常高的强度下,这些无线电波可以让你感觉更温暖。 但是 5G 手机信号塔和 5G 手机受到监管和设计,以使其远低于可能导致任何问题的水平。 一些医生和工程师担心长期接触可能会产生我们尚未发现的其他后果。 共识意见不同意这些担忧,因为没有已知的无线电波可能产生健康问题的机制,而暴露于其他类似无线电频率(如 Wi-Fi)则没有。 同样,强烈的共识是 5G 和相关的无线电技术是安全的。

智能未来:新的数字前沿

随着时间的推移,5G 将解决我们对高清视频内容的无尽渴望。 但是,这只是推动对新标准的需求的一部分。 另一部分是被称为物联网的新前沿。

您可能听说过智能灯泡和插座,它们可以连接到您的 Wi-Fi,并且可以通过您的 iPhone 打开或关闭。 您还会发现可以用 iPhone 打开的智能锁、可以在牛奶变质时告诉您的智能冰箱,以及可以自动驾驶的新型智能汽车。 这些都是物联网的组成部分,但它们连接到互联网的方式受到严格限制,因为它们使用的技术必须与当前的 Wi-Fi 或 4G 蜂窝标准接口。 5G 旨在允许 5G 蜂窝芯片直接进入智能设备内部,使它们无需 Wi-Fi 路由器即可直接访问互联网。 但更重要的是,5G 允许设备直接相互通信,绕过 需要蜂窝塔或基站.

当您考虑智能设备的可能性时,事情开始变得有趣。 自动驾驶汽车可以与共享道路的其他汽车直接通信,包括停车灯、里程标记,甚至是您的智能婴儿车。 想象一下自动装配设备直接在整个工厂进行通信,而不需要集中式集线器。 或者想象一下自动无人机一起寻找失踪人员、监视野火或运送包裹。

展望 5G 未来,这代智能家居看起来就像婴儿版,卡在本地 Wi-Fi 上,无法出门。 借助 5G,智能家居成为智能世界。 很难预测会出现什么样的 5G 产品,5G 智能设备会颠覆哪些市场,或者它们将如何改变我们做事的方式,就像很难预测你未来的信号强度一样。 但我很乐意做出的一个预测是它会很疯狂。

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