5G 技术及其意义

引言

第五代蜂窝网络技术称为 5G。这场技术世代飞跃带来了全新的东西：新的无线电、新的核心网和新的频谱频率。4G 的速度和容量促进了应用经济和移动视频的扩张，而 5G 为新的发展提供了基础。

什么是 5G 技术？

5G 技术的最大可能速度为 20 Gbps，而 4G 技术仅为 1 Gbps。此外，5G 承诺降低延迟，从而增强各种数字活动（如在线游戏、视频会议和自动驾驶汽车）和商业应用的功能。

5G 通过为客户提供通过云连接的体验，将连接性提升到了一个新的高度，而 4G LTE 和前几代蜂窝网络技术则侧重于维持连接。由软件驱动和虚拟化的 5G 网络 使用云技术。5G 网络将通过实现 Wi-Fi 和蜂窝网络连接之间的无缝开放漫游，使移动性更加轻松。

移动用户可以在建筑物内的无线网络和室外网络之间轻松切换，而无需用户干预或重新认证。5G 和当前的 Wi-Fi 6 无线标准（有时称为 802.11ax）之间存在相似之处，包括增强的性能。Wi-Fi 6 无线电成本更低，并且在客户需要它们的区域提供更优越的地理覆盖。

为这些 Wi-Fi 6 无线电供电的是创新的自动化软件网络。5G 技术应能改善服务欠缺的农村地区以及需求可能超出当前 4G 技术能力城市的连接性。为了促进更快的数据处理，新的 5G 网络还将拥有强大的分布式访问架构，并将数据处理移近边缘和消费者。

向 5G 的演进

• 1G - 第一代
  这项技术是 20 世纪 80 年代推出时的模拟电话行业标准。
• 2G - 第二代（下载 30MB 文件典型耗时 - 40 分钟）²
  这项技术于 20 世纪 90 年代推出，标志着蜂窝网络上的数字通信首次亮相，是 1G 的后继者。
• 3G - 第三代（下载 30MB 文件典型耗时 - 1 分钟）³
  这项技术于 21 世纪初推出，以其更快的 डेटा 速度标志着互联网在移动设备上的到来。
• 4G - 第四代（下载 30MB 文件典型耗时 - 8 秒）⁴
  在接下来的十年里，随着 4G Long Term Evolution (LTE) 的到来，移动数据连接变得更快。在随后的十年里，随着 4G Long Term Evolution (LTE) 的出现，移动数据通信变得更快。

作为一系列蜂窝网络技术的最新一代，5G 现已推出。每一代技术变革都带来了显著的技术变化、消费、传输速度和服务类型。随着 5G 技术的发展，这种趋势将继续通过提供更快、更可靠的连接来实现，从而改善消费者和企业的用户体验。

所有依赖互联网的企业都将受到 4G 与 5G 的影响，但影响在医疗保健、农业和物流领域最为明显。这些行业在早期蜂窝连接代中由于速度缓慢而服务不足，而 5G 将拓宽其用例。

5G 技术的重要性

随着新技术的不断发展和全球对互联网访问需求的增长，产生的数据量正在急剧增加。预计未来十年全球每天产生的数据量将增加数百艾字节，这对支持 4G、4G LTE 和 3G 无线网络的数据基础设施来说将是过多的。下一代设备需要 5G 覆盖，凭借其闪电般的速度、极低的延迟和增强的数据容量，可以满足新技术的 Demand。

5G 如何工作？

与 3G 和 4G 一样，5G 技术也基于蜂窝技术，该技术将服务区域划分为称为小区的较小地理区域。小区内的任何 5G 无线设备都使用无线电波、基站和天线连接到电话网络和互联网。当网络中只有一个用户时，新网络的下载速度可以达到每秒 10 千兆比特 (Gbps)。

5G 不仅由于其增加的带宽可以连接更多设备，而且还可以在同一网络（即使在同一小区内）连接大量用户的情况下提供更快的速度，从而提高互联网应用程序的质量，例如在拥挤的城市环境中。

人们普遍认为，像 Verizon、Google 和 AT&T 等日益流行的 互联网服务提供商 (ISP) 推出了 5G 家庭互联网，随着技术能力的发展和新应用的开发，其用例得到了显著扩展。以下特性使 5G 技术与众不同，并使其有望在未来挑战移动技术

网络切片：网络切片，即 5G 技术使网络运营商能够在同一基础设施上设置多个独立的虚拟网络，具有过多的潜在业务用途。由于网络切片，公司可以根据用例或业务模式创建 5G 网络功能组。客户可以通过他们的首选设备享受更可靠的无线体验。

为什么 5G 比 4G 更好？

尽管 5G 有许多令人兴奋的新用例，但 4G 仍然具有相关性。两者可以协同工作，提供各种网络技术选择。然而，从长远来看，5G 正在迅速成为标准网络，创新从中受益匪浅。这是因为 5G 的速度为联网汽车、医院、工厂和其他数据密集型应用开辟了无线技术可能性，同时还提高了手机性能。

5G 在给定区域内可以容纳比 4G 更多的连接设备。这使得 物联网 (IoT) 设备能够为制造自动化、基础设施管理和创新城市应用提供数据密集型应用。5G 网络在延迟更低、吞吐量更高以及支持比 4G 网络更多的连接设备方面，对于联网汽车、视频监控和工厂自动化等应用非常有利。

5G 网络有潜力彻底改变技术、商业和日常生活，这使其具有重要意义。与 4G 相比，5G 的一些主要优势包括：

速度和效率

• 更高的数据速率：与 4G LTE 相比，5G 网络可以达到高达 10 Gbps 的数据速率，这是速度的显著提升。大文件可以快速下载和上传，高清视频可以流畅流式传输，这项创新也使得处理数据密集型应用程序更加有效。
• 低延迟：5G 提供极低的延迟（低至一毫秒），这对于自动驾驶、远程医疗手术以及增强现实和虚拟现实 (AR/VR) 等实时响应型应用至关重要。

容量和连接性

• 增强容量：5G 每平方公里可容纳的设备比 4G 多。在物联网 (IoT) 中，数百万个连接设备同时交换数据并相互通信。
• 改进的频谱利用：5G 使用更广泛的频率，包括毫米波，这些是提供更多带宽和数据传输容量的更高频段。

经济影响

• 行业转型：预计 5G 将在多个行业带来重大的创新和效率提升。例如，5G 可以促进智能工厂工业部门的实时自动化和监控，提高产量并减少停机时间。
• 新的商业模式：5G 的特性使其能够创建新的服务和商业模式，例如联网汽车、智能城市和改进的电子商务。

技术进步

• 边缘计算：数据处理发生在更靠近数据源的地方，而 5G 则促进了其部署。通过降低延迟和带宽消耗，这提高了实时应用程序的性能。
• 网络切片：5G 能够创建定制的虚拟网络，以满足不同企业或应用程序的独特需求，确保不同用例的可靠性和最佳性能。

社会和生活方式的提升

• 改进的移动体验：消费者将受益于更快、更可靠的互联网连接，改善视频通话、在线游戏和内容流等日常任务。
• 智慧城市和公共服务：5G 通过提供实时数据分析和连接，支持智能城市项目，从而提高公共安全、能源效率和交通管理。

医疗保健和公共安全

• 远程医疗：5G 简化了远程医疗和远程病人监测，使服务欠缺或偏远地区能够获得高质量的医疗服务。
• 紧急响应：在危机时期，响应者可以依靠可靠的通信渠道、增强的现实应用程序和实时视频，因为通信能力得到了提高。

环境影响

• 能源效率：与前几代产品相比，5G 网络在传输每比特数据时旨在提高能源效率，有助于降低总体能源消耗。

5G 网络至关重要，因为它们可以转变通信、推动多个行业发展、提高生活水平并促进经济增长。它们为未来的技术和社会发展提供了必要的基础。

5G 用例

随着 5G 技术的进步，其促进经济增长和改善连接性的潜力是无限的。以下是 5G 技术可能改变我们世界的几种方式：

• 更具创新性的社区：5G 收集来自互联网连接的物联网设备的数据的能力将使您的日常生活更加愉快，无论您是居住在偏远的农村地区还是人口稠密的城市地区。在未来几年，紧急响应人员、城市规划者以及许多其他人将依赖 5G 连接来改善他们所服务的人们的生活，通过减少空气污染、改进规划和减少交通。
• 更大的可持续性：5G 将显著增强企业跟踪环境、社会和治理 (ESG) 目标的能力，包括供应链、员工安全、碳排放等等。与前几代产品相比，5G 传输信息所需的能量更少，这是其众多优势之一。5G 技术还将实现智能建筑、电动汽车和远程工作（这些都被证明可以降低碳排放）的发展。
• 更好的医疗保健：5G 网络能够实现医疗技术在病人护理、数据相关见解和远程手术方面的进步。由于 5G 的低延迟，可以传输高清视频中的实时信息，这可能会显著增加远程手术的频率。此外，医生可以通过 5G 网络和物联网连接设备进行实时病人监测，从而为未直接接受他们监督的病人提供更好的治疗。

结论

5G 技术正逐步改变医疗保健、交通、制造和娱乐等各个行业。其更高的速度、低延迟和容纳大量设备的能力将促进经济增长和创新。

然而，5G 的实际和平衡实施需要解决基础设施、安全和隐私方面的挑战。随着世界拥抱这项创新技术，它将开启一个新的互联互通和机遇时代，使其能够充分发挥其全部潜力。