不少人可能會發現,在最近幾年,5G逐漸成爲了通信科技界最常出現的關鍵詞,而我們大衆作爲科學技術的親曆者,最是能感同身受的。不知道你是否還記得4G廣泛普及帶來那些沖擊和快感?如果當時的你是欣喜的,那麽,當5G到來帶給你前所未有的變化時,你可能會更加驚訝不已。對于5G,有的人可能會說:“不就是速度變快了嘛!”如果你也是這樣去認識5G時代的,那你可能需要好好了解一下5G概念了!
事實上,5G並不是單純的4G加1G,相比較2G、3G、4G,5G突破了個人業務範疇的局限,這意味著,5G不僅“比4G更快”,而且具有更加重要的意義。
爲了研究或指代方便,人們通常把世界通訊技術發展史分爲幾個不同階段,並以“代”來指稱。比如,第一代是1G時代,它是模擬技術階段,可以使人們在走動中實現通訊;第二代也就是2G,它是語音數字化階段,覆蓋面更廣,可以使人們進行窄帶數據通信;第三代、3G是以多媒體通訊爲特征階段,它使人們能夠實現移動寬帶數據通訊;第四代、4G是無線寬帶階段,它使人們移動寬帶體驗大幅改善;第五代通訊技術即5G,是對新一代通訊技術的形象描述。
我國移動通信技術雖然起步較晚,基礎薄弱,但發展很快。在1G、2G時代,以應用爲主,處于引進、跟隨、模仿階段。從3G開始,初步融入國際發展潮流。到了4G時代後,中國自主研發的TD-LTE系統已經成爲了國際主流標准。而面對即將到來的5G時代,我國整合國內各方力量,形成合力,在核心技術領域特別是標准研發方面付出了艱苦的努力並取得了初步成就。
隨著網絡技術的迅速發展,3G網絡正在逐漸被人們所遺忘。2019年3月12號,我國福州市無線電管理局給福州移動發函表示,同意注銷中國移動通信集團福建有限公司福州分公司TD-SCDMA基站。
這讓人們猛然意識到在5G時代,中國移動的部分3G基站已經開始率先退出了,同時也有人表示擔憂,如果3G退網,會不會影響到人們對網絡的正常使用?以後會不會信號很差或者處處沒信號?
對于這些人們擔心的問題,有通信行業專家表示,根據我國工信部的統計數據來說,截至2018年年底,全國移動電話總數達到了15.7億戶,其中4G用戶總數達到11.7億戶,也就是說,中國還有4億的2G和3G用戶;此外,中國移動的3G網絡基站之所以退網,是因爲這些基站的主要功能是數據業務,和4G技術一樣,爲人們提供數據流量的支持,但有一點不同的是,3G網絡技術的一個基站只支持20M左右的流量,能力很弱。
而且,退網還是爲了頻譜的高效利用,有利于在4G、5G網絡建設上,提升網絡質量和網絡廣域覆蓋。至于爲什麽2G的GSM還不退網,主要是因爲GSM主要功能是打電話,如今社會上很多電話業務仍然是使用2G網絡,退了電話就沒法打了。
科學技術的研發總是要在無數次的升級創新中取得進展的,因此隨著5G網絡商用的加速布局,3G清頻退網已是大勢所趨。而在5G技術的研發和應用方面,除了外部條件的優化,5G網絡技術自身的特點和應用主要分爲三種類型。
第一類是增強型移動寬帶,主要的技術特點是“快”。它可以大幅提高現有移動寬帶性能,將傳輸速度峰值提高至每秒兩萬兆位,實現極致通訊。比如,在5G網絡的覆蓋下,下載一部分辨率達到4K的電影,理論上不超過18秒。目前還有科研團隊表示將建立一個5G新聞實驗室,未來的新聞故事會根據讀者的時間、所在地提供交互性、沉浸性的3D流媒體影像,讓讀者身臨其境地看新聞。此外,業界人士還認爲,5G將給近年來“只聽雷聲大、不見雨點來”的“虛擬現實”技術帶來新生。
第二類是毫秒級低時延和高可靠通訊,主要技術特點是“穩”。如果僅僅只是速度的提升,還談不上質變,因爲還有很重要的一點是:網絡傳輸在任何環境下都需要表現的非常穩定。在國際電信聯盟ITU的規定中,研究人員需要把5G的時延比現在減少90%,降低到1毫秒,確保通訊設備在500公裏時速下依然流暢,進而滿足對時延和可靠性具有極高指標要求的領域。
比如說,5G網絡讓醫生在“混合現實”工具的幫助下完成精准的醫療手術,比“外科手術般的精准”更精准。
2019年1月11號,在福州長樂區,北京301醫院肝膽胰腫瘤外科主任劉榮作爲主刀醫生,坐在機器人前,通過實時傳送的高清視頻畫面,利用5G技術操縱機器人的機械臂,遠程控制手術鉗和電刀,爲50公裏以外的福建醫科大學孟超肝膽醫院中的一只小豬,切除了一片肝小葉。整個手術持續了近1個小時,手術創面整齊,全程出血量極少。這只小豬在手術完成半小時後,逐漸從麻醉中蘇醒,各項生命體征保持穩定,手術宣告成功。
這種科幻般的技術只能在5G時代實現,原因正是5G信號“不斷片”。1秒鍾的卡頓對看電影而言最多令人有些不愉快,但在醫學領域卻會關乎生命。
此外,由于5G技術還支持在速度高達每小時500公裏的設備上運行,所以推動的産業還包括無人駕駛汽車等領域。例如,普通人踩刹車的反應速度大約是0.4秒,而無人駕駛的汽車在5G場景下的反應速度有可能不到1毫秒,這也是無人駕駛可能最終獲得使用者信任的基礎之一。
第三類是連接物聯網,它的主要特點是“密”,即充分滿足物與物之間的通信需求。據預測5G網絡每平方公裏可支持100萬台設備,非常有助于物聯網發展。物聯網對時延和帶寬沒有非常嚴格的要求,但是對能量消耗卻很敏感,物聯網發展的關鍵就是發展低功耗廣域網。
以抄水表爲例:選擇一個居民小區爲規定範圍,那麽定期人工抄水表就需要耗費一定的人力和時間,但如果用物聯網技術完成抄水表的工作,就只需要在整個城市每一戶的水表安裝相關設備,讓數據以一定的時間周期上傳到管理中心就可以了。然而,常規的網絡傳輸數據會消耗很大能量,對于像抄水表這種定期上傳“一串數字”這種極少數據的終端,如果繼續采用常規網絡的話,成本就會很高,而5G網絡技術的低功耗將可以讓低功耗廣域互聯再上一個台階。
以此類推,5G將在智慧家居、智慧城市建設中“大展身手”,廣泛應用在智慧城市、環境監測、智能農業、森林防火等領域,實現産業的數字化轉型升級。
值得一提的是,2018年年底,我國遼甯省率先將5G技術引入到工業制造企業,並在沈陽和大連建造了兩個5G試驗産業園,而且沈陽新松機器人、沈陽機床、華晨寶馬三個廠區也已經完成5G基站覆蓋。這樣一來,我國大部分工廠都會因爲5G網絡技術的發展覆蓋,進行企業的轉型升級;大量傳統的行業設備,例如工廠機床、醫療設備,也都有可能實現智能化改造。
更多即將出現在5G時代的熱門場景,可能還需要科研人員的不斷探索和發現。但正如在4G網絡技術興起以前,可能沒人會預料到4G技術會應用到我們生活的方方面面。伴隨著物聯網、大數據和人工智能等領域的發展,相信5G技術也會給我們人類帶來一場影響深遠的革命。這也許就是爲什麽在通信業流傳“4G改變生活,5G改變社會”這一句話的原因吧。
不過,5G的發展雖然越來越快,但在使用5G的同時,我們還必須面對諸如流量費用和網絡安全等問題。因此,5G時代還需要切實推動網絡運營商“提速、降費”的政策落實,並且在滿足人們移動網絡海量數據的需求、爲用戶帶來豐富服務的同時,還需要對數據隱私和安全保護的要求進行提高加強。
要知道,5G的傳送速率很高、業務多樣,會更容易被黑客找到移動終端的漏洞並發動攻擊。一旦漏洞被攻破,後果將不堪設想,因此,必須同時構建適應5G時代需求的網絡安全體系。
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