你的手機(jī)換5G了嗎?我的4G也夠用了,看視頻也不卡,為什么要花更多的錢用5G呢?
我本人接到過好幾次運(yùn)營商打來的電話,讓我升級更換5G,前面幾次我還耐心地說不需要,后面還打來我就罵人了。
用于通信的衛(wèi)星激光鏈路
到底5G是啥,目前真的有需要發(fā)展嗎?
一、什么是5G?
5G就是第5代移動通訊技術(shù),相對以往的通信技術(shù),其主要性能是超高速率、超低時(shí)延、超高密度。5G之所以比4G快,主要一個(gè)原因就是使用了波長更短、頻率更高的電磁波來作為載體傳輸。
二、電磁波頻段及特性
1、電磁波頻譜:無線通信的媒介就是電磁波,它的頻譜范圍非常廣,從頻率只有幾赫茲、波長達(dá)到10公里的超長波,到頻率達(dá)到300THz(1T=1000G),波長只有1μ米的激光。
電磁波頻譜
2、波長與能量:由于光速C=波長λ×頻率f,光子能量e=頻率f×普朗克常數(shù)h。C不變,f越高,λ就越小,能量e就越大。
3、波長與傳輸:波長越長,繞障能力越強(qiáng),比如無線電波可以繞過高樓大廈傳播;波長越短,能量越高,穿透能力強(qiáng),比如x光可以穿透人體。
4、可用于通信的頻段:理論上任何頻段電磁波都可以用于通信,但實(shí)際上一般使用的是3KHz~100GHz之間,以及部分光波。
激光
三、5G的優(yōu)缺點(diǎn)
從唯物辯證法看問題,任何事物都有正反兩面的作用,5G當(dāng)然也不例外,它的主要優(yōu)缺點(diǎn)如下:
1、優(yōu)點(diǎn)
1)超大的帶寬,更快的網(wǎng)絡(luò)訪問速度,峰值速度超過10Gbps。
2)前所未有的帶寬及網(wǎng)速,催生巨大的應(yīng)用市場,比如物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等規(guī)模應(yīng)用。
2、缺點(diǎn)
1)覆蓋范圍小,需要建設(shè)更多的基站,大約是4G基站的4~5倍!
2)能耗更高,5G基站需要的電量比4G基站大很多,間接也導(dǎo)致基站建設(shè)成本大幅上漲。
3)5G理論速度是4G的100倍,現(xiàn)有基站光纖無法滿足,需要重新建設(shè)或加強(qiáng)。
通信基站
四、5G基站的能耗
中國移動公布2020年上半年成本增加了107億,這部分增加的成本主要是由于基站耗電量大幅度增長導(dǎo)致的。然而,這些還只是基于建設(shè)了不到4G十分之一基站數(shù)量情況下的。
從公開的數(shù)據(jù)看,4G的主流頻段是1.8GHz,而我國5G主流頻段是3.5GHz,從能量守恒來看,做了更多的功,當(dāng)然就要付出更多的能量。根據(jù)廣州、深圳對華為和中興的4G和5G基站的耗電實(shí)測結(jié)果顯示,100%負(fù)載下5G是4G功耗的2.5~3.5倍。
5G基站能耗
五、5G的發(fā)展速度
正是由于能耗激增導(dǎo)致成本增加的原因,三大運(yùn)營商的利潤均出現(xiàn)了不同程度的下跌。為了降低成本,網(wǎng)傳有運(yùn)營商在每天晚上將5G信號關(guān)閉。
另外,5G的真實(shí)市場需求也低于預(yù)期。從國內(nèi)三大運(yùn)營商公布數(shù)據(jù)看來,目前5G的增長速度有較大的下降,因此運(yùn)營商建造5G基站的激情也遠(yuǎn)比不上當(dāng)年建造4G時(shí)候。2020年三大運(yùn)營商大約建造了58萬座5G基站,要知道當(dāng)年單移動一家就建設(shè)了超過70萬座4G基站。
5G基站
費(fèi)用和真實(shí)需求是一個(gè)攔路虎,怪不得之前有專家說,5G的需求大量出現(xiàn),可能還要等2~3年。
六、還需要發(fā)展5G嗎?
答案是肯定的!雖然像我一樣目前很多人還沒有需求,但是不代表它就不需要發(fā)展,理由如下:
1、目前5G能耗確實(shí)是一個(gè)攔路虎,但是隨著芯片技術(shù)、AI技術(shù)、材料技術(shù)等更新?lián)Q代,還具有下降空間。
AI芯片CG
2、單位能耗傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量更多,未來肯定有需求!
3、降低成本還有很多措施,比如三大運(yùn)營商的“共建共享5G基站”計(jì)劃。
4、搶占市場,激活市場需求,帶動市場發(fā)展甚至是改變社會的發(fā)展模式。
5、有利于產(chǎn)業(yè)布局,技術(shù)積累,在全球下一輪競爭中取得先機(jī)。
瓦特設(shè)計(jì)的人類第一臺蒸汽機(jī)
人類所有科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都是遵守這一個(gè)規(guī)律:發(fā)現(xiàn)規(guī)律——高成本利用規(guī)律——普遍應(yīng)用,降低成本——改變?nèi)藗兩钅J健;疖嚾绱恕w機(jī)如此、手機(jī)如此,5G通信技術(shù)當(dāng)然也不例外!