5G是中國(guó)的一張好牌，卻成為美國(guó)的G點(diǎn)。2019年如此，現(xiàn)在是2021年，依舊如此。正如任正非所說(shuō)，“5G技術(shù)，其他國(guó)家短時(shí)間內(nèi)趕不上”。不只是技術(shù)的落后，現(xiàn)在美國(guó)慣用的污名化套路也不再生效。一直以來(lái)，美國(guó)試圖把中國(guó)5G和“監(jiān)聽(tīng)”“威脅國(guó)家安全”聯(lián)系起來(lái)，只不過(guò)沒(méi)想到，美國(guó)自己卻接連爆出監(jiān)聽(tīng)丑聞。原來(lái)它曾和丹麥進(jìn)行大規(guī)模的情報(bào)活動(dòng)，對(duì)挪威、瑞典、法國(guó)、德國(guó)實(shí)施監(jiān)聽(tīng)。這一消息被爆出后，丹麥直接替美國(guó)“負(fù)重前行”，相信這些歐洲盟友們也很難再和美國(guó)在“反華”這根繩上綁在一起了。其他國(guó)家一看，原來(lái)美國(guó)玩的是賊喊捉賊這一套，于是歐洲的一些國(guó)家開(kāi)始給中國(guó)5G技術(shù)開(kāi)“綠燈”，像是意大利。不難想象，幾年后中國(guó)的5G技術(shù)將在歐洲落地生根，畢竟一直以來(lái)歐洲也癡迷于5G高出4G差不多20倍的容量，還有中國(guó)所采用的幾十年都不會(huì)腐蝕的材料。
除了海外市場(chǎng)的得利，中國(guó)對(duì)于5G建設(shè)的腳步并未停止，截止2021年年初，國(guó)內(nèi)的5G基站已經(jīng)有70萬(wàn)個(gè)，在全球占比約為70%。華為方也表示，5G在全球的部署已告一段落，接下來(lái)就是發(fā)展行業(yè)應(yīng)用，釋放5G紅利?，F(xiàn)在5G在一些行業(yè)的應(yīng)用中已經(jīng)落地，例如在采礦業(yè)中，5G能夠支持車間的非常高清的視頻監(jiān)控?cái)z像頭回傳數(shù)據(jù)；通過(guò)將延時(shí)控制在20-50毫秒，以實(shí)現(xiàn)天車和機(jī)器臂的遠(yuǎn)程控制。在一些危險(xiǎn)的環(huán)境中，還增加了AR、無(wú)人機(jī)的硬件配合，例如通過(guò)無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程控制，檢查設(shè)備和管道，避免真人在一些危險(xiǎn)環(huán)境中受傷。
這樣看起來(lái)5G離我們時(shí)遠(yuǎn)時(shí)近，手機(jī)上顯示的“5G”標(biāo)志是5G，在一個(gè)遙遠(yuǎn)而陌生的地下環(huán)境中的機(jī)器搖臂也是5G。那么5G到底是什么？為什么一提到5G我們就會(huì)想到網(wǎng)速變快？以及，5G將為人類帶來(lái)什么樣的新體驗(yàn)？這一切還要從1G說(shuō)起。
所謂的“G”是指的是“Generation”，5G也就是第五代移動(dòng)通信技術(shù)。讓我們回到1G時(shí)代。第一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在20世紀(jì)70年代后期誕生于日本，隨后在美國(guó)芝加哥被發(fā)揚(yáng)光大。1G采用的是模擬信號(hào)傳輸，例如無(wú)線電。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是把語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換到載波電磁波上，載有信息的電磁波發(fā)布到空間后，由接收設(shè)備接收，并從電磁波上還原語(yǔ)音信息。那個(gè)時(shí)期代表性的1G設(shè)備就是大哥大。到了20世紀(jì)90年代初，2G問(wèn)世，其中最大的技術(shù)飛躍在于，數(shù)字電路取代了模擬電路，由于采用了專用集成電路，單位能量傳輸和處理信息的能力大大提高。這個(gè)時(shí)期，除了可以打電話以外，也實(shí)現(xiàn)了短信傳輸，當(dāng)然只能怪發(fā)送純文字。2001年，3G正式登上了舞臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了從語(yǔ)音通信到數(shù)據(jù)通信的飛躍。它讓我們實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，從而加速了智能手機(jī)在全球的普及。數(shù)據(jù)傳輸速度是2G的200倍以上。
4G時(shí)代正是我們目前所經(jīng)歷的時(shí)代，它是在2010年左右被投放市場(chǎng)的。它實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的融合，將云計(jì)算等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于了移動(dòng)通信，使得不同區(qū)域之間的流量能夠動(dòng)態(tài)平衡，大大地提高了帶寬的使用率。我們不僅能夠下載高清視頻文件、玩激烈互動(dòng)的3D游戲，還能看直播、實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)等諸多服務(wù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，1G時(shí)我們用手機(jī)打電話，2G時(shí)我們能互發(fā)短信、看文字信息，3G時(shí)能上網(wǎng)看圖片，而4G時(shí)我們則能夠看視頻和直播。
從移動(dòng)通信技術(shù)的更迭來(lái)看，升級(jí)不只是僅靠一項(xiàng)技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)速度和穩(wěn)定性上的飛躍，而是通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施等多方面綜合的結(jié)果。那么5G是在哪些技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了革新呢？一般來(lái)說(shuō)會(huì)提到3個(gè)關(guān)鍵詞，分別是毫米波、波束成形以及網(wǎng)絡(luò)切片。
所謂的毫米波，指的是一些能以驚人速度傳輸信號(hào)的超高頻率波。有人可能會(huì)問(wèn)了，既然毫米波頻率這么快，為什么我們以前還要選擇中低頻率的呢？這是因?yàn)殡姶挪ǖ囊淮筇匦跃褪?，頻率越高，波長(zhǎng)越短，在傳播介質(zhì)中的衰減越大，也就是說(shuō)，這種波不具有“穿墻術(shù)”，必須要直線傳輸，如果稍有遮擋那就沒(méi)信號(hào)了。這時(shí)5G選擇的解決方案是通過(guò)在視線范圍內(nèi)安裝毫米波節(jié)點(diǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)高頻波從點(diǎn)到點(diǎn)跳躍，同時(shí)還能以較低的延遲提供最大的5G無(wú)線覆蓋范圍。這意味著可能同樣的范圍，4G只需要一個(gè)基站便可全覆蓋，而5G則需要更多的基站，以免信號(hào)被阻隔，不過(guò)這些基站都是微基站，面積小的甚至比不過(guò)一個(gè)巴掌。不僅能夠讓信息更快，而且覆蓋更為均勻。
第二個(gè)關(guān)鍵詞也是5G的殺手锏，波束成形。波束雖然陌生，但是花束、光束一定非常熟悉。拿光束來(lái)說(shuō)，一束光的方向得相同，表現(xiàn)出來(lái)是必須能夠看到光柱才能被稱為光束。像電燈泡這樣散射的光則不能算作光束。波束同理，傳輸信號(hào)的電磁波必須要向一個(gè)方向出發(fā)才能夠形成波束。波束成形的好處就在于當(dāng)無(wú)線信號(hào)在空間中定向輻射時(shí)，大多數(shù)都是有用信號(hào)，既免受干擾又不浪費(fèi)。就像是軟件使用中的個(gè)性化推送一樣，不過(guò)波束成形是信號(hào)的個(gè)性化推送。而且這些通信鏈路在同一空間中數(shù)量并不少，不用擔(dān)心會(huì)不會(huì)造成信息堵車的情況。
第三個(gè)關(guān)鍵詞是網(wǎng)絡(luò)切片。切片本身并不難理解，但是加上了“網(wǎng)絡(luò)”這一前綴，整個(gè)詞組就開(kāi)始讓人覺(jué)得云里霧里。關(guān)于它，其實(shí)我們可以從業(yè)務(wù)角度來(lái)看，拿5G以前的移動(dòng)通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，其實(shí)它們所能夠?qū)崿F(xiàn)的需求都比較單一，無(wú)非是電話或者上網(wǎng)，由此也可以看出為什么此前的移動(dòng)通信技術(shù)總是和手機(jī)綁定在一起。5G它有著更大的野心，希望能夠在統(tǒng)一基礎(chǔ)設(shè)施和統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)下，提供多種端到端的專用網(wǎng)絡(luò)，就像把一棟樓分成了不同的房間，并且還有高端、普通的區(qū)分，每個(gè)人進(jìn)入樓里擁有的權(quán)限都不一樣?；氐骄W(wǎng)絡(luò)切片上，就像娛樂(lè)、通信和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的數(shù)據(jù)將獲得一個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片，而自動(dòng)駕駛汽車、緊急服務(wù)等將擁有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片，并且還是其他服務(wù)所無(wú)法使用的專用5G訪問(wèn)權(quán)限。
通過(guò)上面三個(gè)關(guān)鍵詞，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，5G為大部分普通人所帶來(lái)的最為明顯的便利就算一個(gè)字“快”。如果說(shuō)在4G網(wǎng)絡(luò)下，下載一部電影大約需要10分鐘，那么5G可能只需要不到20秒。其次就是網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)能夠得到大大的改善，平時(shí)的直播和游戲?qū)@得更好的體驗(yàn)。同時(shí)對(duì)于特殊行業(yè)，例如醫(yī)療來(lái)說(shuō)，延時(shí)的改善能夠讓診斷和治療都更精準(zhǔn)。最后就是終端或者說(shuō)設(shè)備的連接容量將會(huì)變大。就像“萬(wàn)物互聯(lián)”這個(gè)詞背后的含義一樣，5G的野心在于幾乎無(wú)縫地連接數(shù)字世界與物質(zhì)世界。自動(dòng)駕駛汽車一個(gè)概念提了很久，但是一直都沒(méi)有落實(shí)。其中的原因就在于要實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛，就需要汽車技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)速度、數(shù)據(jù)吞吐量和機(jī)器學(xué)習(xí)等多方面的配合。車輛必須在幾毫秒內(nèi)發(fā)送和接收消息，根據(jù)路標(biāo)和過(guò)馬路的人進(jìn)行制動(dòng)或改變方向。5G無(wú)疑將成為自動(dòng)駕駛汽車的巨大推動(dòng)力，因?yàn)樵谶@一技術(shù)下車輛的響應(yīng)速度將是網(wǎng)絡(luò)的10-100倍。這樣說(shuō)可能有點(diǎn)抽象，讓我們比較4G和5G延遲：假設(shè)一輛以每小時(shí)48千米的速度在路上行駛的汽車需要接收信號(hào)以避免撞到物體。當(dāng)前4G延遲約為100毫秒，汽車將行駛約1.2米。5G延遲約為10毫秒，車輛只能行駛12厘米。這中間的差異可能意味著生或死。
可以看到，中國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)歷了，1G空白、2G落后、3G追隨、4G同步的發(fā)展歷程。如今在5G上的表現(xiàn)，可以說(shuō)已經(jīng)走在了世界的前沿，不斷突破極限。無(wú)論是在海拔6500米的珠峰還是534米至800米的地下都有5G的身影。與此同時(shí)，也需要注意，5G相關(guān)的短板仍然存在。例如半導(dǎo)體材料的依賴度還非常的高，在數(shù)萬(wàn)集成電路材料中，中國(guó)能夠自主規(guī)?；a(chǎn)的產(chǎn)品占比不到1%，且多為技術(shù)含量低的產(chǎn)品。這些短板不補(bǔ)齊，5G就算走得再高再遠(yuǎn)也并不踏實(shí)。
傳播學(xué)者施拉姆提出，如果將人類史看作是一天二十四小時(shí)，那么在這天的晚上9點(diǎn)33分，出現(xiàn)了原始語(yǔ)言，午夜前5秒，電視首次公開(kāi)展出，午夜前3秒，電子計(jì)算機(jī)、晶體管、人造衛(wèi)星問(wèn)世。也就說(shuō)前23個(gè)小時(shí)幾乎是一片空白，一切重大的發(fā)現(xiàn)都集中在這一天的最后7分鐘。21世紀(jì)已經(jīng)無(wú)限趨近于午夜，技術(shù)方面的飛躍無(wú)處不在，甚至在5G并未全面進(jìn)入人類生活時(shí)，6G的研發(fā)已經(jīng)提上了日程。你對(duì)5G和6G技術(shù)有什么期待呢？
