5G到底 是 什么 ？它 能 成为 创造 未来 的 新 科技 吗？ (2) What exactly is 5G? Can it be the new technology that creates the future? (2) Что именно представляет собой 5G? Может ли это быть новой технологией, которая создает будущее? (2)

中国联通 你 拿 哪个 哪个 频段 当然 还有 一些 比如说 卫星 军事 应用 定位 等 也 会 占有 一些 频段 就 会 每个 人 分配 一些 比如 我查 了 一下 中国移动 2G 的 频段 在 900M 附近 它 有 两个 频段 这 两个 频段 分别 是 885MHz 一直 到 909MHz 这个 是 中国移动 的 2G 的 频段 还有 一个 是 930MHz 一直 到 954MHz 它 有 两个 24M 的 频段 就 这 两个 24 兆 的 频段 是 给 中国移动 的 你 可以 用来 通讯 你 不能 超过 这个 频段 你 超过 这个 频段 你 跑 联通 那 那 不行 所以 说 它 就 受到 香农 公式 的 限制 你 的 传输速率 不 可能 太快 一旦 用户 多 了 那 只能 是 咱们 传输速度 都 很慢 对 不 对 我 看到 手机 有 信号 但 我 怎么 也 上不去 网 就是 这种 情况 那么 5G 它 的 频宽 就 比 原来 的 2G 3G 4G 都 要 宽 得 多 了 5G 分为 两个 阶段 一个 阶段 就是 6GHz 以下 的 这 一段 的 5G 我们 称之为 什么 呢 我们 称之为 sub-6 5G sub-6 5G 也 是 一种 5G 那 还有 一种 就是 在 24GHz 以上 的 这种 5G 大约 到 100GHz 这个 5G 我们 称之为 毫米波 5G 为什么 呢 因为 它 的 波长 在 毫米 量级 所以 叫 毫米波 5G 5G 就 有 这样 的 两个 频段 比如说 这个 sub-6 中国移动 也 拿到 了 这个 sub-6 5G 的 频段 拿到 两个 这 两个 频段 分别 是 多少 呢 我查 了 一下 分别 是 2515M~2675M 你 看 这 就 已经 有 160 兆 的 带宽 了 比 之前 那个 24 兆 宽 很多 对 吧 还有 一个 是 4800M~4900M 这有 100 兆 的 带宽 所以 因为 你 带宽 比 原来 宽得 多 所以 根据 香农 公式 你 传输速率 的 上限 就 会 快 很多 这 就 好像 说 原来 不管 是 人 还是 这个 马车 还是 这个 摩托车 汽车 都 在 一个 羊肠小道 上 走 那么 怎么 走 怎么 提高效率 它 都 不 可能 快 但 现在 我们 有 了 更 宽 的 马路 那 自然而然 大家 走 的 就 快 了 对 吧 如果 你 要是 使用 到 了 毫米波 那 前景 就 更 广阔 了 毫米波 的 这个 频段 你 看 有 76GHz 对 不 对 人家 这 都 是 几十 兆 几百 兆 的 Hz 还有 76GHz 虽然 这个 频段 不 可能 全部 给 无线通讯 但是 它 的 宽度 也 超过 了 原来 的 2G 3G 4G 加上 sub-6 的 总和 所以 说 这个 毫米波 的 速度 比 sub-6 还要 快 人们 经过 测算 发现 这个 sub-6 的 5G 大概 是 什么 大概 是 5 倍 （ 笔误 更正 ） 的 4G 大概 是 5 倍 的 4G 而 这个 毫米波 的 5G 它 大概 是 4 倍 的 sub-6 5G 4 倍 的 sub-6 5G 所以 它 相当于 什么 相当于 是 4G 的 20 倍 左右 是 吧 是 这样 的 一个 过程 所以 5G 毫米波 它 可以 支持 4K 8K 的 高清 视频 传输 或者 AR VR 这样 的 数据流 是 吧 使用 这个 sub-6 5G 已经 比 4G 快 很多 了 但是 要 想 达到 5G 的 最高 速率 必须 使用 毫米波 比如 现在 我们 用 的 VR 眼镜 戴 了 时间 长 了 会 头晕 为什么 呢 因为 它 的 这个 视频 不够 高清 同时 延迟 又 比较严重 所以 就 造成 了 你 这个 卡顿 你 就 眩晕 但 如果 你 用 了 这个 毫米波 5G 了 之后 你 可以 把 计算 的 这个 东西 放在 云端 进行 然后 把 计算 好 的 数据 传 回到 你 的 眼镜 上 用 高速 去 传输 这样一来 你 就 不会 头晕 了 其实 这个 AR VR 应用 有 一个 很 重要 的 方面 就是 教学 你 比如说 以后 假如 这个 毫米波 5G 可以 普及 了 那么 教学 过程 中 可以 戴上 一个 VR 眼镜 上 一节课 是 生物课 同学们 就 钻 到 了 细胞 里边 看看 各个 细胞器 的 工作 是 吧 下 一节课 就是 历史课 人们 戴上 VR 眼镜 成 了 项羽 身边 的 一个 侍卫 观看 了 整个 鸿门宴 的 过程 再下 一节课 是 班会 那么 同学们 跟 远 在 千里 之外 北京 的 同学们 开 了 一场 别开生面 的 班会 等等 是 吧 那么 这个 场景 其实 并 不 遥远 很多 地区 其实 已经 开始 尝试 这样 的 做法 要 想 让 这样 的 做法 大规模 普及 这个 毫米波 的 5G 也 是 必不可少 的 那么 5G 的 第二个 优势 就 在于 它 的 低 延迟 特点 低 延迟 我们 可以 把 5G 和 4G 做 一个 比较 4G 的 延迟 有 多少 呢 这个 端 对 端 延迟 大概 是 几十 毫秒 到 一百 毫秒 这样 的 一个 量级 几十 毫秒 这个 量级 那么 玩游戏 的 时候 比如 王者 荣耀 吃 鸡 这 延迟 往往 是 能够 决定 胜败 的 一个 关键因素 那么 你 在 工业生产 自动 驾驶 无人机 这些 领域 里面 延迟 可能 会 造成 事故 你 比如说 这个 自动 驾驶 汽车 120 公里 每 小时 的 速度 运动 你 有 50 毫秒 的 延迟 就 意味着 这个 车 往前 多 走 了 1.7 米 那 这 有 可能 会 造成 事故 那么 5G 又 分为 两种 第一个 就是 sub-6 这个 sub-6 5G 它 的 这个 延迟 大概 是 多少 呢 它 的 空口 延迟 在 1 毫秒 这个 量级 如果 你 120 公里 每 小时 速度 往前 开 的话 它 这个 延迟 只会 造成 3.3 厘米 的 移动 是 吧 这 就 非常 小 了 那么 如果 你 使用 的 是 毫米波 的 5G 又 如何 呢 如果 是 毫米波 的 5G 那 就 更 夸张 了 它 的 这个 空口 延迟 可以 达到 0.1 毫秒 以下 基本 实现 了 无 延迟 通讯 所以 它 的 应用 就 非常 广泛 了 比如说 它 可以 用 在 工业 上 现在 的 工业 机器人 都 要 用 有线 网络 进行 通讯 因为 有线 网络 容量 大 而且 延迟 又 低 那 现在 我们 使用 5G 的 毫米波 技术 就 可以 替代 有线 网络 替代 光纤 实现 这种 极低 延迟 的 这种 通讯 再举 一个 例子 比如说 远程 医疗 远程 医疗 For example, telemedicine telemedicine 在 1980 年代 有 一批 科学家 他们 聚集 在 斯坦福大学 里边 就 去 研究 说 我们 能 不能 造 出 一种 机器人 来 这个 机器人 可以 实现 远程 手术 就 可以 提升 这个 战场 上 士兵 受伤 了 之后 这个 手术 的 水平 后来 他们 就 成立 了 一家 公司 名字 叫 直觉 外科 这家 公司 造 了 一种 机器人 这种 机器人 就是 霸占 医用 机器人 市场 三十年 的 达芬奇 机器人 这个 达芬奇 机器人 是 怎么 手术 的 就 医生 去 控制 这个 操作台 然后 这个 机械 臂 就 可以 完成 手术 的 操作 是 吧 这种 机器人 就 可以 实现 像 远程 控制 图像 放大 对手 的 这个 除颤 等等 一系列 的 操作 甚至于 它 可能 比 一些 刚入 职 的 医生 做手术 做 得 还要 巧 The operation is even more clever 那 以后 我们 如果 配 上 这个 5G 技术 我们 就 可以 实现 这个 远端 操作 了 是 吧 远 在 北京 的 医生 你 可以 给 海南岛 的 一个 病人 做手术 了 甚至于 以后 如果 我们 再 结合 上 人工智能 通过 几万 次 的 练习 没准 这个 机器人 自己 就 会 给 别人 做手术 了 可以 代替 一部分 医生 的 工作 了 那么 5G 的 第三个 特点 就是 大容量 所谓 大容量 就是 它 同时 可以 连接 很多很多 个 设备 我们 来 比较 一下 4G 时代 能够 连接 多少 个 设备 呢 大约 每 平方公里 2000 个 设备 每 平方公里 2000 个 设备 多 了 就 连不上 所以 有 的 时候 我会 出现 这样 的 情景 在 一个 体育馆 里面 我们 大家 一起 看球赛 一边 看 我们 还 一边 发 朋友圈 你 看 那 信号 是 满格 的 但是 怎么 也 发 不 出去 为什么 呢 这 就 好像 说 呀 虽然 这个 路 非常 宽 你 比如说 像 这个 四环 非常 宽 但是 车 也 多 车一多 了 之后 四环 塞满 了 你 还是 走 不了 那么 5G 能够 支持 多少 呢 5G 它 可以 支持 100 万个 设备 每 平方公里 它 远远地 超过 了 4G 的 这个 水平 所以 它 不仅仅 能够 实现 人 和 人 的 通讯 它 是 什么 啊 它 是 万物 互联 的 基础 万物 互联 什么 意思 呢 就是 5G 不光 可以 让 我们 的 手机 上网 也 可以 让 我们 比如说 可 穿戴 设备 比如 我们 的 手环 心脏起搏器 等等 这些 东西 上网 还有 智能家居 比如说 我们 的 这个 智能 电视 智能 冰箱 是 吧 智能 垃圾桶 智能水表 这些 都 可以 上网 还有 智慧 城市 比如 我们 城市 里边 的 路灯 我们 城市 里边 的 这个 红绿灯 这些 也 都 可以 上网 就 实现 了 所谓 的 万物 互联 有 一个 很 有趣 的 段子 说 是 有 一个 美国 的 小女孩 这个 小女孩 是 重度 的 twitter 用户 每天 都 要 发 twitter 她 妈妈 怒 了 就 把 她 手机 给 没收 了 没收 了 之后 她 就 用 她 的 这个 任天堂 游戏机 上网 然后 发了 个 twitter 后来 她 妈妈 一看 游戏机 也 给 没收 了 把 游戏机 也 给 没收 了 然后 她 就 用 wii 游戏机 来 上网 然后 发 twitter 后来 她 妈妈 把 她 这个 wii 也 给 没收 了 结果 她 就 用 他们 家 智能 冰箱 发了 一条 twitter 是 吧 这是 实现 了 万物 互联 人们 预言 未来 只有 20% 的 5G 设备 是 用于 人 和 人 的 通讯 的 而 80% 的 设备 都 是 用于 人和物 或者 物和物 进行 通讯 的 其实 现在 我们 也 有 一些 尝试 比如 上海 有 一个 张江 人工智能 岛 在 这个 人工智能 岛上 就 有 很多 智能 设备 比如 像 无人驾驶 汽车 智能 垃圾桶 无人 巡查 的 飞机 水下 机器人 智慧 路灯 自动 灌盖 智能 电网 自动 送餐 机器人 等等 这些 科技 设备 而 这些 科技 产品 其实 都 是 通过 5G 网络 进行 连接 的 总之 每 一次 移动 通讯 技术 的 进步 都 会 深刻 地 影响 到 很多 的 行业 而且 还会 有 一些 新 的 行业 被 5G 创造 出来 那 说 的 这么 多 说 5G 非常 好 我们 现在 国内 的 商用 情况 怎么样 呢 我们 现在 国内 使用 的 大部分 5G 都 是 这个 sub-6 5G 我们 为什么 不用 这种 速率 更快 的 这个 毫米波 5G 那 是因为 毫米波 5G 它 还 面临 一些 挑战 我们 来说 一下 毫米波 5G 的 挑战 有 什么 我们 首先 从 物理 特性 来讲 毫米波 5G 是 频率 比较 高 的 这种 5G 信号 它 的 频率 高 那么 根据 物理学 的 研究 人们 发现 了 一个 事 就是 在 空气 中 电磁波 进行 传播 的 时候 它会 有 衰减 对 不 对 频率 越高 它 这个 衰减 的 速度 就 越 快 它 衰减 的 速度 会 比 原来 的 4G 信号 要 快 一些 比如 原来 我们 走 这么 段距离 衰减 了 20% 我 现在 可能 衰减 了 50% 是 吧 所以 我 这个 覆盖 相比 来讲 So compared to my coverage 它 的 这个 覆盖 的 范围 就 会 比较 小 那么 覆盖 比较 小 我们 怎么 能 实现 广覆盖 很 简单 你 就 多建 基站 呗 所以 这 又 是 一笔 费用 对 不 对 我们 要花 一些 钱 这是 第一个 问题 第二个 问题 就是 它 的 波长 比较 短 电磁波 波长 和 频率 是 成反比 的 频率 高 自然 波长 短 毫米波 的 波长 就是 在 毫米 量级 它 比较 短 波长 比较 短 我们 高中 的 时候 学过 它 的 衍射 就 差 衍射 是 什么 意思 就是 这个 波 可以 绕过 障碍物 是 吧 比如说 我 在 墙 的 前面 你 在 墙 的 后面 我 说 的话 声波 可以 绕过 这 堵墙 让 你 听见 但是 一旦 波长 比较 短 衍射 能力 就 很 差 我 就 绕 不 过去 所以 它 易于 怎么样 遮挡 很多 物体 都 可以 把 这个 毫米波 给 挡住 什么 墙 大树 这 就 不 说 了 甚至于 下雨 的 时候 那个 雨 都 能 把 毫米波 挡住 我 打电话 说 我 那个 手 的 握手 方式 都 能 把 这个 毫米波 给 挡住 是 吧 所以 毫米波 经常 会 说 它 只能 进行 视距 传播 什么 叫 视距 传播 就 眼睛 能 看到 的 地方 它 就 能 传 眼睛 看不到 的 地方 它 就 不能 传