谁都能看懂,到底什么是5G

原创 科学信仰  2020-05-27 10:44 

5G是一种移动通讯标准。我们都知道,通信分为有线通信和无线通信。顾名思义,有线通信需要某种东西作为介质,也就是我们常说的网线或光纤。目前的有限通信技术是十分成熟的,随着光纤的广泛应用,有线通信速率已经可以达到26Tbps。而无线通信速率相比之下就要逊色多了。目前最高的无线通信标准就是我们常说的4G,而4G的速率在理论上最高只能够达到150M,虽然日常刷个新闻、看个视频什么的已经足够了,不过其与有线传输的速度相差实在是太遥远了。那么有什么办法可以进一步提高无线传输速率呢?5G。

4G也好,5G也罢,我们经常挂在嘴边,却很少有人知道是什么意思,5G是什么?4G和5G有什么不同?通常我们所说的无线传输实际上就是利用电磁波进行传播,而电磁波包括电波和光波,就目前而言,最主要的无线通信就是利用电波进行传输。而电波具有不同的频率,每一个频率之下的资源是有限的。举个例子吧,每一个频率都是一节货车箱,每一节车厢能够装载的货物是有限的,所以如果大家都挤在一个频率之下,那么是绝对装不下的,通信就会阻塞。所以必须对频率的使用进行划分。不同的用途使用不同的频率。

例如,海岸潜艇通讯通常使用30KHz以下的甚低频率,而民用手机通信则使用900MHz的超高频。而我们现在广泛使用的4G技术应用的是特高频,通常在2000MHz之上。那么,频率的划分依据的是什么呢?依据的是使用量,越高的频率,资源就越丰富,也就是说越高的频率,就等于车厢的承载量就越大,可以装载更多的东西。频率高了,资源丰富了,速度自然也就更快了。也就是说要提高传输速率,就必须要提高电波的使用频率。4G使用的频率已经在2000MHz以上了,那么5G的使用频率是多少呢?

目前国际上用于实验的5G频率是28GHz,这比4G高了不是一星半点。既然只要提高电波的使用频率就可以提高速度,为什么时至今日才开始研发5G通讯呢?这里就要提出一个公式了,记得初中物理课所学的内容吗?光速=波长X频率。我们知道,光速是恒定不变的,也就是大约每秒30万公里,既然光速不变,当我们提高频率的同时,波长就会变短。而波长和接受天线的长度成正比,波长越短,天线就越短,所以以前的手机天线都很长,现在的手机已经看不到天线了。当然,问题不在这,问题在于波长越短,在传播介质中的衰减就越大。

也就是说波长越短,就越容易被遮挡。而无线通信恰恰需要强有力的穿透力和覆盖性,这就是发展5G技术的难点所在。所以,当我们进入5G时代之后,像现在这样巨大的基站塔就不会再见到了,因为你建造的基站再大,也覆盖不了多少范围,其短波信号很容易被遮挡。所以在5G时代,取而代之的应该就是微基站了,这些微基站十分小巧,有的可能还不足一个拳头大小,这些微基站将会遍布在我们城市的每一个角落,无论你走到哪里,只要四处找一找,一定就能够发现一个微基站。以后,你想要下载一部电影?一秒钟。

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