小编带你全方位认知5G技术

当下，几乎人人都在谈论5G，原因在于5G是一场技术革命，将指向社会的重大变革。下面小编给大家科普一下5G技术。

一、 关于从1G到5G的速度变化

   从行业实测值来看，从1G到5G的速度区别，等同于从静置、徒步、骑自行车、到开汽车、坐火箭的区别。其中，我们看到5G，与从1G到4G比起来，速度上起到了一个质的飞跃，动不动每秒都是100Mb级的单位。

从实验室理论值来看，5G可以达到10Gb每秒，是4G理论值的100倍，实验室理论值的曲线规律特征，与行业实测值的曲线规律特征相比，差异性更大。

小编带着5G设备在深圳五个地点做了实际场测，从数据值来看，5G与4G的实际对比则大约倍率在10~25倍之间，可见实际环境对5G的效果发挥至关重要。

5G有三大特征，上述体现的是5G的第一特征：高速率。

实例：小编在户外现场用4G版的平板和5G版的平板同时下载8集、每集300MB、合计2.4GB的影视剧来进行对比。当4G还在持续并行下载时，5G已经全部下载完成了，而4G连一集视频都还没下载完成。另外，由于1MB=8Mb，所以5G设备实际也是在半分钟内完成了影视剧下载，实际下载的时间与场测数据推算下载的时间基本一致。

二、 关于分米波、厘米波、毫米波概念

以下内容有点技术宅的枯燥，但是5G通讯无法回避的原理问题。

因为无线通讯的原理是电磁波的传输，电磁波与光速一致，按公式：光速=波长×频率，即C=λf

我们知道，5G的速度很快，意味着频率很高，所以按公式算，假设频率在28GHz的情况下：波长=光速（300000000m/s）除以频率28GHz，得出波长=10.7毫米的结论，所以会发现5G的一部分信号使用的是毫米波。

 如果频率越低，波长数据就逐渐变大，到了厘米波、乃至分米波的区别。

目前按3GPP(一个全球性通信技术组织的名字)的定义,目前5G的频率范围分为FR1和FR2，也即分为厘米波和毫米波（FR就是Frequency Range的意思，即频率范围）：

FR1的频率范围是450MHz到6GHz，也叫Sub6G（即低于6 GHz）；

FR2的频率范围是24GHz到52GHz，但严格来说大于30GHz才叫毫米波。

FR1的优点是频率低，绕射能力强，覆盖效果好，是当前5G的主用频谱。FR1主要作为基础覆盖频段，最大支持100Mbps的带宽。其中低于3GHz的部分，包括了现网在用的2G、3G、4G的频谱，在建网初期可以利用旧站址的部分资源实现5G网络的快速部署。

  FR2的优点是超大带宽，频谱干净，干扰较小，作为5G后续的扩展频率。FR2主要作为容量补充频段，最大支持400Mbps的带宽，未来很多高速应用都会基于此段频谱实现，5G高达20Gbps的峰值速率也是基于FR2的超大带宽。

到了FR2及FR1以下的4G及更低的频率，波长都算分米波。目前中国对5G采用的是厘米波，而厘米波在美国已作为军用，所以只好把毫米波作为民用了。基带芯片及设备天线如要兼容中国市场及美国市场，则对厘米波及毫米波都要支持。

 虽然同样是5G，毫米波比厘米波的传输速度更快，数据在下图所示相差1倍：

但因为厘米波比毫米波的波长更长，传输更远，所以在地图上以半径为方圆对比，传输面积则相差不止一倍。这是因为高频信号的指向性也较强，它们遇到障碍物会想直接穿过去，而不是绕过去（绕射能力差），因此其穿透障碍物所带来的能量消耗，也会使传输距离变短。

5G之所以出现在FR1和FR2频段，从中国现行的无线频率划分标准上看，因为从800MHz到2.4GHz的优质频率区间里，除了三大运营商（移动、联通、电信）各自的2G到4G通信频段之外，还塞满了航空导航、无线电定位、固定通信等各种其他无线电频段，所以腾不出足够的带宽给5G使用（如下图）。

  因此，3GPP最终分别从7.1GHz以下的厘米波，和24GHz以上的毫米波选出作为5G频段，使得5G着更大的带宽，能承载更多的流量数据，所以也就提供了更快的网速。 这就是5G高速率的物理原因。

最后从频段、速率、标准及服务对从1G到5G做了总结参考：

三、关于5G基站的传输范围

2G基站的覆盖半径约为5~10公里；

    3G基站的覆盖半径约为2~5公里；

4G基站的覆盖半径约为1~3公里；

5G基站的覆盖半径约为100~300米。

以深圳宝安美生慧谷科技园（2万平米）来看，部署5G基站刚好可以满足园区的覆盖，而部署4G基站则可以满足园区所在的宝安33区以上的覆盖。 

5G覆盖半径比4G短很多，但建设成本又是4G基站的4倍水平，所以建设5G从长远上看是持续的大投入。

但建5G基站可以长这样的：

也可以长这样的：

5G基站大小不同，发射功率不同，覆盖范围不同，应用场景也不同，但提起发射信号方向区别：4G的发射是圆形扩散发送的，不管周围有没有设备，某种程度上浪费了能量。

而5G的发射，则有点像具有指向性的雷达，准确将信号以特定方向性发射给某个位置的设备，某种程度了集中了能量。

此外，市面上以往传统的4G产品都采用的内置单根天线，而现在的5G产品则是采用内置多根天线，保证了在高频短波下信号的接收与发射。

目前全世界4G的部署基本成熟（如下红区）

 但5G的时代刚刚来临。

所以它的应用前景广阔，预计到2027年全球5G将有65%的常用人口。

三、 关于低延时的概念

低延时是5G的第二大特征，影响网速的有时并不是网络的传输速度，而是网络的应答速度，应答慢了，就延时长了。

4G时代，理论延时为50毫秒。

50毫秒，是1秒的1/20，看似很快，但在高清直播、在VR体验场景，在高清网络游戏上，50毫秒则会有时出现卡滞现象，体验用户体验；在高速的无人驾驶上，50毫秒足矣撞车；在远程医疗手术上，50毫秒则可能造成医疗事故。

5G时代，理论延时为1毫秒。

没错，1毫秒，就是1秒的1/1000。

这种低延时，再加上多节点特征，则将会大力促使一些新兴行业的发展。

4G时代刚刚来临时，大家对4G的预测大多仅限于可以看高清视频，但没有预测到像抖音快手这种短视频和直播平台的爆发，也没有预测到像二维码扫描支付的普及、还有电商外卖平台的兴起，4G不仅仅是网速快，而是造就了移动互联网的生态系统，改变了我们们每一个人的生活。

5G时代的来到，相比较4G，下载速度的数十倍、甚至上百翻倍可能是5G最无聊的应用。它的真正价值不是下载，而是它背后一个亿万级的市场体量，一个潜在的庞大的商业生态，“高速率”+“低延时”+“多节点”三大特点决定了它未来催生更多新产品及解决方案，改变行业形态的方方面面，赋能相关产业，提高资源配置与工业效率。

四、 关于SA模式和NSA模式

SA和NSA是5G的两种不同组网方式。

SA指的是独立组网(StandAlone)。当移动终端设备连着专门的5G基站，基站连着专门的5G核心网，从而让设备网上冲浪。然而独立组网意味着必须购买全套5G设备，投入巨大。

运营商在初期更愿意采用省钱的NSA，即非独立组网（Non-StandAlone）。最简单的办法就是在4G边上再加一个5G基站，通过曲线救国，连上5G，但由于这种架构的核心网也是4G，无法提供足够的带宽、超低延时、互联网等5G新功能。简单来说非独立组网作为过渡方案，在初期会更加普遍。但独立组网才是5G的最终形态。

从效果上来看，NSA只能实现5G的一部分特性，而SA可以实现5G的全部特性。一般现在5G的产品，都基本上同时支持SA和NSA两种组网模式，满足不同基站环境要求。

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