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根据移动运营商的说法,这是最新、最伟大的事情:5G,这是一种第五代无线标准,据说在理想情况下可以与家庭互联网速度相媲美。它到底有多快——它是否辜负了炒作?我们来看看。

什么是5G?

5G 是取代先前4G LTE标准的新无线蜂窝网络的行业术语,正如 4G 取代 3G 一样。5G 代表“第五代”——它是自1980 年代初蜂窝电话网络诞生以来的第五个主要移动电话技术版本。

在理想条件下,5G 被设计为比智能手机等设备的 4G LTE 技术快得多。但移动运营商也希望通过 5G 为其他设备提供快速移动互联网,例如联网汽车、智能家居设备和物联网 (IoT) 设备。它甚至可能取代您的有线家庭互联网连接。

要使用 5G,您需要一个支持它的设备(例如智能手机),里面有特殊的硬件。除非现有的 4G 或 LTE 设备包含与 5G 兼容的无线电硬件,否则它们无法通过软件更新升级到 5G。

5G有多快?

虽然 4G 的最高理论速率为每秒 100 兆比特 (Mbps),但 5G 的最高速率为每秒 10吉比特(Gbps)。这意味着 5G 可能比当前的 4G 技术快一百倍——无论如何,在其理论上的最大速度下。

这也不仅仅是吞吐量。5G 承诺显着减少延迟,这意味着在互联网上做任何事情时更快的加载时间和更高的响应能力。具体来说,该规范承诺 5G 的最大延迟为 4 毫秒,而 4G LTE 的最大延迟为 20 毫秒。

但是,尽管公司对 5G 做出了很多承诺,但现实世界的结果却喜忧参半。2020 年,Verizon在芝加哥吹捧近 1 Gb/秒的 5G 速率,这将允许人们在大约 34 秒内下载 600 MB 视频,而 LTE 速度则需要 2.3 分钟。但这些 Verizon 数字远高于实际数据。根据从 Speedtest.net 收集的 Ookla分析,2022 年第一季度,美国三大蜂窝运营商的平均 5G 速度在 68 到 192 Mbps 之间。

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如果 5G 能够持续达到 1 Gb 或更高的速度,它将击败典型的美国家庭有线互联网连接,使其更能与光纤相媲美。Comcast、Cox 等固定电话互联网公司可能会面临激烈的竞争,尤其是当它们是特定地区快速家庭互联网的唯一选择时。无线运营商可以提供替代方案,而无需为每个家庭铺设物理电线。

但是,有一个很大的障碍:事实证明,这些非常高的速度取决于与支持 5G 的蜂窝塔(或遍布整个城市的较小基站)的几乎视距连接,它们之间几乎没有障碍物。为了达到这些速度,5G 设备必须使用一种称为毫米波 (mmWave) 的特殊无线电波段,该波段极易受到干扰。由于许多人在家中或汽车中使用手机,几乎可以保证他们永远不会达到 5G 速度的理论极限。

还有一些其他现实世界的小问题。例如,许多互联网服务提供商施加数据上限。即使您的无线运营商为您提供了 100 GB 的数据上限(这比今天的大多数计划大得多),您也可以在 10 Gbps 的最大理论速度下在一分 20 秒内完成这个上限——如果 5G 能达到那么快的话。

5G如何运作?

5G 利用了许多技术来尝试实现这些快速速度。不止一项创新在发挥作用,5G 承诺的创新将随着时间的推移而推出。IEEE Spectrum 杂志在更深入地解释了许多技术细节方面做得很好,但这里有一个快速总结。

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除了传统的蜂窝无线电频谱外,新标准还使用了来自 4G 的全新无线电频谱频段。为了实现非常高的速度(我们提到的理论速度),5G 利用了“毫米波”,以 30 到 300 GHz 的频率广播,而不是过去使用的 6 GHz 以下频段。这些以前仅用于卫星和雷达系统之间的通信。

但如上所述,毫米波不能轻易穿过建筑物或其他固体物体,因此 5G 还必须利用“小型蜂窝”——在密集的城市地区每 250 米左右可以放置一个微型基站。这些在这些位置提供了更好的覆盖范围。

这些基站还使用“大规模 MIMO”。MIMO 代表“多输入多输出”。您甚至可能拥有一个采用MIMO 技术的家用无线路由器,这意味着它有多个天线,可用于一次与多个不同的无线设备通信,而不是在它们之间快速切换。大规模 MIMO 在单个基站上使用数十个天线。他们还利用波束成形来更好地引导这些信号,将无线信号引导到指向设备的波束中,并减少对其他设备的干扰。

未来还计划使 5G 基站以全双工运行,这意味着它们将能够在同一频率上同时发送和接收。今天,他们必须在传输模式和收听模式之间切换,从而减慢速度。这只是为了使 5G 比以前的任何无线标准更快而采用的一些技术的快照。

是的,现有证据表明5G 是安全的。

什么时候可以使用?

截至 2022 年 4 月,AT&T、Verizon 和 T-Mobile(2020 年,Sprint 与 T-Mobile合并)在美国许多地区提供 5G 覆盖。使用每个运营商的网站,您可以查看 5G 覆盖地图以查看您所在地区是否可用(覆盖地图:AT&T、Verizon、T-Mobile)。

在美国以外,5G 可用性因国家/地区而异。检查您所在地区的本地无线提供商的网站,看看您是否被覆盖。

要使用 5G,您需要支持 5G 标准中新技术的智能手机、蜂窝调制解调器或移动热点。大多数高端Android 手机都支持 5G,iPhone 12 及更高版本也支持 5G。

随着技术的不断推出,未来几年您将听到更多关于 5G 的消息,以及使其工作所需的底层基础设施的能力得到提高。5G 不会是一成不变的:虽然现在对速度承诺持保留态度是件好事,但随着对新技术投资的增加,未来十年美国城市中心的速度承诺可能会持续改善。无线互联网有望变得更快。

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