5G到底有什么大不了？
编者按：本文来自微信公众号“理想城市发展计划”（ID：Idealcity0824），原标题《声音丨5G到底有什么大不了？》，36氪经授权转发。
2019年，全球进入5G时间。
按照国内三大运营商的时间表，2019年将全面实现5G预商用。在去年12月举行的中央经济工作会议中，提出了2019年二十项重点工作，其中明确提出2019年要“加快5G商用步伐”。各地政府不断加码争夺5G风口，1月6日，成都市政府新闻办发布消息称，全国首个5G地铁站已于1月5日在成都正式开通；1月15日，春晚深圳分会场首次使用5G信号传输4K超高清画面；2月18日，全球首个5G火车站启动仪式在上海虹桥火车站举行……
5G
全球范围内的5G商用之争亦如火如荼，从2018年底开始，韩国、芬兰、美国运营商纷纷推出5G应用服务和移动套餐。
某种程度上，3G技术解决了“人对人”的通信问题，4G技术则让“人对信息”的互动变得更为顺畅，通信技术的发展加速了手机行业从功能机向智能机的过渡。因而，诺基亚的衰落与三星、华为异军突起的原因莫不因为移动通信技术在不同代际间的切换。
和此前的移动通信技术相比，5G技术致力于解决“人与万物”间的关系，并在生活、工作、联系及沟通方式等各层面带来全面改变，它将给人类社会带来比预期更为深远的影响。
1 极致速度，无处不达
移动网络的演进将人和人以一种全新的方式连接在一起，这种演进大约每十年发生一次，每一次都代表着一种全新的无线技术的诞生，并带来系统性能、传输效率、网络承载能力的飞跃。
从1G到2G、2G到3G、3G到4G，莫不如此。从1G到2G，是模拟语音到数字语音的转变；以CDMA技术为基础的3G，首次引入了“移动宽带的概念”；而从3G向4G过渡，则带来了更高速稳定的移动宽带体验。
而5G的来临，则将速度提升演绎到了极致，根据高通在旧金山进行的网络模拟实验，5G网络的下行速率均值达到了1.4G，2019年初，华为在意大利进行端对端的5G网络连接测试中，平均下载速度则达到了2.7G/s。
理论上5G网络的下行速率可达7.5G，相比于4G网络71M的均值速率实现近百倍的增益。比人类典型的细胞连接速度还要快10-100倍，甚至比物理光纤传输任何东西都要快。
1G-5G的通信速率对比，数据综合自网络
从通信原理看，无线通信的最大信号带宽在载波频率的5%左右，载波频率越高，其实现的信号带宽也就越大。4G的频段最高频率约在2GHZ，所以其可用频谱带宽只有100MHZ。
5G传输速度大幅跃升，关键在于毫米波的采用。毫米波是指波长在1——10毫米的电磁波，其频率大约在30GHZ——300GHZ之间，在毫米波段中，28GHZ和60GHZ被应用在5G通信的两个频段。相比4G最高频率2GHZ，5G的最高频率实现了百倍提升。
毫米波最大的缺点就是穿透力差、衰减大，因此要让毫米波频段下的5G通信在高楼林立的环境下传输并不容易，而部署小基站将解决这一问题。可以预见的是，5G商业移动通信将不再依赖大型基站的布建架构，大量的小型基站将成为新的趋势，它可以覆盖大基站无法触及的末梢通信。
事实上，即便4G的大型基站已经覆盖多数地区，但在一些楼宇卡角、地下停车场等位置依然存在无信号的状态，5G小基站则彻底解决信号卡角问题。
除了超高速率，5G还有超低时延、超高密度的特征——稳定且容量大，如果把4G比喻成一条有弯路的单车道高速公路，那么5G则是一条笔直的百车道高速公路，这赋予了5G速度更多的想象空间。
5G的超低时延比人类的反应还要快，开车的时候，如果发现情况要踩刹车了，从人类发现情况到脚踩到刹车，这个反应的时间一般是0.4秒，也就是说是400毫秒，而5G只要1毫秒就可以做出相应反应。
而5G的超高密度则让万物万联变为现实，5G的标准是每平方公里可链接100万台设备，将解决当前移动网络标准存在的最严重的问题：缺乏带宽。5G高容量的特性让生活在人员密集、流量需求大区域的用户，也能享受到高速网络。
无线5G，无限可能
对大多数普通用户而言，5G技术最直观的利好就是更快的下载速度。从3G时代的120K/s至600K/s、4G时代的1.5M/s至10M/s，再到5G时代每秒Gb级的传输速度，伴随着移动通信技术的不断精进，人们数字生活的效率也将呈指数级上升。
事实上，5G不仅仅是通信技术上的更新换代，5G的真正意义在于打开万物互联的物联网时代5G商用产品也将突破以往的手机、电脑和智能穿戴设备等。更多的人工智能产品将进入公众视野并成为生活标配，甚至包括汽车等非电子产品也会成为5G商用的新产品。
国际电信联盟把5G分成三个主要的应用场景：增强型移动宽带eMBB；大规模的机器通信 mMTC；高可靠、低时延的通信uRLLC。
增强型移动宽带eMBB，即移动网络可承载更多的无线流量。相关统计表明，目前每人每月至少需要20G的无线流量。如果说我们现在每个人每个月都用20G的话，那现在的4G网络已是无法再承受，如果一定要承受，速度就会变得很慢了，这也解释了为什么三大运营商的无限流量套餐实际上是限制流量使用的。只有通过5G把道路做大，才可以承受更大的数据流量。
受制于流量过于庞大，技术已经相当成熟的行业，如AR增强现实、VR虚拟现实，4K、8K超高清视频都没有大规模的应用。
万事俱备，只待5G，随着5G增强型移动宽带 eMBB的部署，流量问题将彻底解决，这些行业毫无疑问将迎来蓬勃发展。2018年平昌冬奥会，2019年春晚深圳分场转播，5G的亮相，都是以增强型移动宽带的方式来出现的。
大规模的机器通信mMTC，即物联网通信。物联网，也就是人与机器的连接、机器与机器的连接，物联网的链接点不计其数，如物流管理、智能农业、远程监测、旅游管理、智慧家庭、智慧社区、共享设备、智慧医疗等等各个方面。而部署5G以后，每一平方公里可以提供100万个连接，足以支撑物联网的各种链接。
高可靠、低时延的通信uRLLC主要应用在人工智能、自动驾驶、交通控制、远程施工、同声翻译、工业自动化，5G是推动这些产业发展的关键技术。
自动驾驶
以自动驾驶为例，车载传感器是全自动汽车的基础技术，它们可以帮助汽车认知环境，实现安全的驾驶体验。这意味着大量的数据交换，不论是激光雷达、声呐还是景深相机，都需要迅速交换大量数据。5G的高带宽、低延迟、大容量数据传输特性，无疑为上述技术提供了坚实的基础，能够迅速将数据传输至云端，完成实时计算和处理。
车辆间和车辆到基础设施通信，也是自动驾驶发展起来的关键。在自身技术达到成熟阶段之后，两种通信能够让汽车间互相“看见”对方、“感知”道路，甚至共享其他汽车的数据，驾驶体验自然更加安全。
同样，要想实现这种理想的情况，高速、稳定、低延迟的网状网络也是必不可少的。城市WiFi显然不足以承载如此大的数据量，也不够灵活，只有5G才能够实现单体车辆的实时通信。如详细的绘测数据、软件和固件更新等，均可在5G网络的支持下有效运行。
以上种种都解释了为什么前几年的VR创业、无人驾驶创新热潮仅限于资本圈，无法真正变现落地——它们都等待着5G的破局，简而言之，它们的发展速度取决于5G的速度。
毫无疑问，在这些具想象力的行业上，无论是无人驾驶、人工智能、物联网，都将因5G的出现而变得触手可及。
引领终端创新
2月25日，全球瞩目的2019年巴塞罗那世界移动大会上，手机厂商三星、华为、LG，家电厂商TCL、创业公司柔宇等相继推出折叠屏手机，惊艳的硬件外观和炫酷的技术，让折叠屏手机出尽风头。
折叠屏手机的问世并非厂商设计师的心血来潮，深层次原因还是因为5G。
通信技术的升级往往通过手机反映出来，而手机的升级往往又是通过屏幕的变化反映出来的。2G时代是折叠式手机的天下，3G时代出现触摸式手机，4G时代出现了全屏手机，而5G时代则将继续推动终端进步。
可以预见，5G时代的高清视频、高清游戏将大幅占据手机应用，无论是4K屏幕还是8K屏幕，继续用现行尺寸屏幕就显示不出来，于是出现了折叠屏手机。
尽管在真正实现量产，面对大规模消费者之前，折叠屏手机依旧有着诸多不确定性，但厂商抢占5G手机第一梯队的决心没有丝毫改变。
5G对终端的影响不止于手机，亦会让穿戴式设备出现突破创新。
没能接入更有价值的移动网络，自然很难促成产品销量的飞速增长。全球的可穿戴相机市场经历了2010-2016的狂飙后，在过去的2017,2018年度增长相对放缓，在2016年，整个市场规模为20.9亿美金，在随后的2017和2018，仍然维持着年度17%左右的增长。
智能可穿戴设备无法达到体验需求一直是产业发展的最大短板。有数据显示，智能手表的弃用率高达29%，相对于穿戴式设备的使用率，其弃用率显得相当之高，这对产业发展而言是相当严重的问题。
消费者为何“尝鲜”之后弃之不用?使用不便和功能不实用是重要原因。从前者来看，大部分智能手表目前仍需要每天充电，相当繁琐;从后者来看，智能可穿戴设备的功能有不少与智能手机有交叉。正是基于这两大因素，智能可穿戴设备想要在体验需求上“过关”，在功能上就必须有所取舍。
而5G不仅度量大，可以更低成本容纳穿戴式设备入网，还能赋予穿戴式设备功能创新的可能性。比如说导盲头盔，有了5G密集覆盖后，利用5G网络识别实时路况和障碍，来实现导盲是完全是可能的；如儿童手表，通话清晰和定位准确是购买者的核心诉求，厂商只要将其做好就能够赢得市场。通过5G和传感器融合技术，不仅能够提供比GPS更为精确的位置追踪，还支持高像素摄像头和视频通话功能。
总之，5G的到来，将极大推动社会的数字化，同时带来了新的机会，包括电信运营商、电信设备制造商、互联网服务的提供商，基于5G连接到网络方式将重构用户的生活方式，也将营造全新的消费需求，开启全新商业机会。
