漫畫科普 | 5G到底是個什麼玩意兒？

作者：Sheldon

繪製：Mirror、黃獃

本文來自“科普中國”，首發於“企鵝科學”公眾號，“大資料”經授權轉載

我們這一代人的生活，變化實在是太快了。撥號上網彷彿還在昨天，今天就要迎來5G時代了。

那麼，5G到底是個啥？對我們又有啥好處？

01 什麼叫5G？

5G的G是英文Generation的縮寫，也就是“世代”的意思。說白了，5G就是：

它就跟大哥大變成智慧手機，DOS系統變Win10，綠皮車變復興號一樣，都是一種大幅度的技術升級。

將來5G升完級以後，不但比現在的4G厲害，很可能比現在的4G和家庭寬頻加起來還要厲害很多！

所以，世界各國的通訊服務商都傾盡全力提前佈局，希望能趕上5G這趟大幅升（zhuàn）級（qián）的快車！

那麼，說實在的，5G實現了以後，到底有啥好處呢？

02 5G的三大好處？

從咱老百姓的角度看，5G主要有三大好處：一是辦事快，二是不拖延，三是擠不爆。

1. 辦事快

根據一項網際網路報告，把世界上最快的4G網速（挪威，平均63 Mb/s）和最快的寬頻網速（新加坡，平均189 Mb/s）加到一塊兒，也沒有5G的網速高（理論網速10000 Mb/s）。

有了5G以後，下載一部4K電影，可能就是上個洗手間的功夫。

2. 不拖延

在網上辦事，就像在路上開車，你不可能一路都是高速。正常的辦事流程，一定是一會兒高速一會兒省道，運氣不好的時候還得進市區等紅燈。

所以，甭管4G和寬頻看起來有多快，玩遊戲、看影片時，難免遇到卡頓的現象。這就是——網路延遲。

有了5G以後，網路延遲基本上就治好了。因為5G的網路延遲大約是1毫秒。1毫秒什麼概念？就是千分之一秒。

3. 擠不爆

一條高速公路，車道再多、車速再快，也架不住春運的流量高峰。同樣的道理，咱們平時擠地鐵、逛商場、看比賽的時候總是會發現，要麼4G死活連不上，要麼連上了卻發不了朋友圈。

這是因為你身邊的手機太多太密集了，大家都在刷手機把網路擠爆了。

有了5G以後，就算十萬人一起在足球場看比賽，網路也不會擠爆。因為5G在每平方公里可以讓100萬臺裝置同時上網。

當然，5G的辦事快、不拖延和擠不爆這三大好處，並不僅是為了提升現有的上網體驗。有了這三大好處，它還能實現更遠大的野心！

03 5G的三大野心

5G的三大野心，其實就是要搞定三個長期吹牛、始終沒落地的技術：VR（虛擬現實）、自動駕駛、物聯網。

1. VR

VR要想玩的溜，影象就得逼真，不然只能叫虛擬Windows屏保。

而且，如果網路延遲太厲害，戴VR頭盔的人就會頭暈。

所以，要想隨時隨地玩VR，就得先用上5G。

2. 自動駕駛

舉個例子，現在的汽車自動駕駛系統做得再厲害，它的攝像頭也只能看到一小段路況。如果大卡車、彎道、坡道擋住了它的視線，汽車就可能發生危險。

要想解決這個問題，汽車的自動駕駛系統，必須保持時刻線上。而且，它收到的資料必須沒有延遲。

所以，要想沒駕照也能開車，就得先用上5G。

3. 物聯網

所謂物聯網，就是說不但你的手機、VR和汽車能上網，你家電視、空調、冰箱、浴霸、花盆、門鎖都能上網，甚至連你吃的水果、蔬菜、牛肉、三文魚在生產、加工、運輸的過程中都能上網。

大家都知道，物聯網的概念已經提（chuī）出（niú）很多年了，之所以沒有實現，一個很重要的原因是網路容量不夠。

所以，要想連花盆都能上網，就得先用上5G。

那麼，如何才能讓5G真的很厲害，而不是像那三個技術一樣，長期吹牛、始終不落地呢？

04 如何把5G造出來？

要想把5G造出來，只用一兩個小發明小創新遠遠不夠。從技術的角度看，5G是對現有行動通訊系統的全面革新。

我們用5個方面的例子說明，這5個例子是天線多、道路寬、色號全、站點密和瞄的準。

1. 天線多

5G和其他幾G一樣，都是用電磁波來運送資訊。但是5G訊號的波長比其他訊號的波長更短，屬於毫米級。

波長短了，天線就短，天線短了，一個裝置就能同時放進很多根天線。這就能保證5G裝置同時發出和接收很多組訊號。這叫做大規模多進多出技術（massive MIMO）。

2. 道路寬

由於5G訊號的頻率範圍是28~39 GHz，它可以給每個頻道的資訊分配400MHz寬的道路，比4G的道路寬20倍。這就保證每條道路上能同時容納更多的“車流”。

3. 色號全

在每一個頻道中，5G訊號可以發出很多組訊號，每一組訊號的頻率非常接近，而且不會導致接收訊號的時候分不清誰是誰。

這叫作正交頻分復用（OFDM）。

這就好比5G讓不同顏色的口紅傳遞不同型別的資訊，因為接收資訊的人分得清口紅色號，所以5G敢於把色號配齊，不怕混淆。

4. 站點密

說白了，行動通訊就是讓手機一邊到處走，一邊和附近的基站說話。

由於5G訊號的波長變短，它必須把基站建得很密。這樣一來，每個手機附近總會有一個基站。手機和基站離得近了，它們說話時就不用使勁喊，結果就是更加省電。

5. 瞄的準

5G允許你坐在每小時500公里的車上而不掉線。這就要求，手機和基站之間互相聯絡的時候，必須知道對方在哪個方向，並且得正對著那個方向說話。所以，5G會用到一種特殊的技術，叫作波束賦形。

如果不用波束賦形，電磁波的波束就會很寬。這時，基站必須朝著一個範圍使勁發訊號。手機多了，基站發出的訊號會相互幹擾，傳輸質量肯定保證不了。

當然，上面說的幾個創新也只是5G的一個方面。要想趕快用上5G，我們還需要標準制定、晶片設計、硬體生產、系統整合、裝置部署和服務運營等全行業的不懈努力。

我們期待，作為擁有14億人口的世界第二大經濟體，我們國家能夠早日普及5G，讓每一個老百姓都能進一步享受到資訊革命帶來的巨大便利。