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)

那 麽 國家 會 把 這些 頻段 分配 給 各個 運營商 ||||||||||operators

比如 中國移動 妳 拿 哪個 哪個 頻段 ||you||||frequency band

中國聯通 妳 拿 哪個 哪個 頻段

當然 還有 壹些 比如說 衛星 軍事 應用 定位 等

也 會 占有 壹些 頻段

就 會 每個 人 分配 壹些

比如 我查 了 壹 下 中國移動 2G 的 頻段

在 900M 附近 它 有 兩個 頻段

這 兩個 頻段 分別 是 885MHz 壹 直到 909MHz

這個 是 中國移動 的 2G 的 頻段

還有 壹個 是 930MHz 壹 直到 954MHz

它 有 兩個 24M 的 頻段

就 這 兩個 24 兆 的 頻段 是給 中國移動 的

妳 可以 用來 通訊

妳 不能 超過 這個 頻段

妳 超過 這個 頻段 妳 跑 聯通 那 那 不行

所以 說 它 就 受到 香農 公式 的 限制

妳 的 傳輸速率 不 可能 太快

壹旦 用戶 多 了

那 只能 是 咱們 傳輸速度 都 很慢 對 不 對

我 看到 手機 有 信號 但 我 怎 麽 也 上不去 網

就是 這種 情況

那 麽 5G 它 的 頻寬

就 比 原來 的 2G 3G 4G 都 要 寬 得 多 了

5G 分為 兩個 階段

壹個 階段 就是 6GHz 以下 的

這壹段 的 5G 我們 稱之為 什 麽 呢

我們 稱之為 sub-6 5G

sub-6 5G 也 是 壹種 5G

那 還有 壹種 就是 在 24GHz 以上 的

這種 5G 大約 到 100GHz

這個 5G 我們 稱之為 毫米波 5G 為什 麽 呢

因為 它 的 波長 在 毫米 量級 所以 叫 毫米波 5G

5G 就 有 這樣 的 兩個 頻段

比如說 這個 sub-6

中國移動 也 拿到 了 這個 sub-6 5G 的 頻段

拿到 兩個

這 兩個 頻段 分別 是 多少 呢

我查 了 壹 下 分別 是 2515M~2675M

妳 看 這就 已經 有 160 兆 的 帶寬 了

比 之前 那個 24 兆 寬 很多 對 吧

還有 壹個 是 4800M~4900M

這有 100 兆 的 帶寬

所以 因為 妳 帶寬 比 原來 寬得 多

所以 根據 香農 公式

妳 傳輸速率 的 上限 就 會 快 很多

這就 好像 說 原來 不管 是 人 還是 這個 馬車

還是 這個 摩托車 汽車

都 在 壹個 羊腸小道 上 走

那 麽 怎 麽 走 怎 麽 提高效率 它 都 不 可能 快

但 現在 我們 有 了 更 寬 的 馬路

那 自然而然 大家 走 的 就 快 了 對 吧

如果 妳 要是 使用 到 了 毫米波

那 前景 就 更 廣闊 了

毫米波 的 這個 頻段

妳 看 有 76GHz 對 不 對

人家 這都 是 幾十 兆 幾百 兆 的 Hz

還有 76GHz

雖然 這個 頻段 不 可能 全部 給 無線通訊

但是 它 的 寬度

也 超過 了 原來 的 2G 3G 4G 加上 sub-6 的 總和

所以 說 這個 毫米波 的 速度 比 sub-6 還要 快

人們 經過 測算 發現

這個 sub-6 的 5G 大概 是 什 麽

大概 是 5 倍 （ 筆誤 更正 ） 的 4G

大概 是 5 倍 的 4G

而 這個 毫米波 的 5G

它 大概 是 4 倍 的 sub-6 5G

4 倍 的 sub-6 5G

所以 它 相當於 什 麽

相當於 是 4G 的 20 倍 左右 是 吧

是 這樣 的 壹個 過程

所以 5G 毫米波

它 可以 支持 4K 8K 的 高清 視頻 傳輸

或者 AR VR 這樣 的 數據流 是 吧

使用 這個 sub-6 5G 已經 比 4G 快 很多 了

但是 要 想 達到 5G 的 最高 速率

必須 使用 毫米波

比如 現在 我們 用 的 VR 眼鏡

戴 了 時間 長 了 會 頭暈

為什 麽 呢

因為 它 的 這個 視頻 不夠 高清

同時 延遲 又 比較嚴重

所以 就 造成 了 妳 這個 卡頓 妳 就 眩暈

但 如果 妳 用 了 這個 毫米波 5G 了 之後

妳 可以 把 計算 的 這個 東西 放在 雲端 進行

然後 把 計算 好 的 數據 傳 回到 妳 的 眼鏡 上

用 高速 去 傳輸

這樣 壹來 妳 就 不會 頭暈 了

其實 這個 AR VR 應用

有壹個 很 重要 的 方面 就是 教學

妳 比如說 以後

假如 這個 毫米波 5G 可以 普及 了

那 麽 教學 過程 中 可以 戴上 壹個 VR 眼鏡

上壹節 課 是 生物課

同學們 就 鉆 到 了 細胞 裏邊

看看 各個 細胞器 的 工作 是 吧

下壹節 課 就是 歷史課

人們 戴上 VR 眼鏡 成 了 項羽 身邊 的 壹個 侍衛

觀看 了 整個 鴻門宴 的 過程

再下 壹節 課 是 班會

那 麽 同學們 跟 遠 在 千 裏 之外 北京 的 同學們

開 了 壹場 別開生面 的 班會 等等 是 吧

那 麽 這個 場景 其實 並不 遙遠

很多 地區 其實 已經 開始 嘗試 這樣 的 做法

要 想 讓 這樣 的 做法 大規模 普及

這個 毫米波 的 5G 也 是 必不可少 的

那 麽 5G 的 第二個 優勢 就 在於 它 的 低 延遲 特點

低 延遲

我們 可以 把 5G 和 4G 做壹個 比較

4G 的 延遲 有 多少 呢

這個 端 對 端 延遲 大概 是 幾十 毫秒 到 壹 百 毫秒

這樣 的 壹個 量級

幾十 毫秒 這個 量級

那 麽 玩遊戲 的 時候

比如 王者 榮耀 吃 雞

這 延遲 往往 是 能夠 決定 勝敗 的 壹個 關鍵因素

那 麽 妳在 工業生產 自動 駕駛 無人機

這些 領域 裏面 延遲 可能 會 造成 事故

妳 比如說 這個 自動 駕駛 汽車

120 公 裏 每 小時 的 速度 運動

妳有 50 毫秒 的 延遲

就 意味著 這個 車 往前 多 走 了 1.7 米

那 這有 可能 會 造成 事故

那 麽 5G 又 分為 兩種

第壹個 就是 sub-6

這個 sub-6 5G 它 的 這個 延遲 大概 是 多少 呢

它 的 空口 延遲 在 1 毫秒 這個 量級

如果 妳 120 公 裏 每 小時 速度 往前 開 的話

它 這個 延遲 只會 造成 3.3 厘米 的 移動 是 吧

這就 非常 小 了

那 麽 如果 妳 使用 的 是 毫米波 的 5G 又 如何 呢

如果 是 毫米波 的 5G 那 就 更 誇張 了

它 的 這個 空口 延遲 可以 達到 0.1 毫秒 以下

基本 實現 了 無 延遲 通訊

所以 它 的 應用 就 非常 廣泛 了

比如說 它 可以 用 在 工業 上

現在 的 工業 機器人 都 要 用 有線 網絡 進行 通訊

因為 有線 網絡 容量 大 而且 延遲 又 低

那 現在 我們 使用 5G 的 毫米波 技術

就 可以 替代 有線 網絡 替代 光纖

實現 這種 極低 延遲 的 這種 通訊

再舉 壹 個例 子

比如說 遠程 醫療 遠程 醫療

在 1980 年代 有壹批 科學家

他們 聚集 在 斯坦福大學 裏邊 就 去 研究

說 我們 能 不能 造出 壹種 機器人 來

這個 機器人 可以 實現 遠程 手術

就 可以 提升 這個 戰場 上

士兵 受傷 了 之後 這個 手術 的 水平

後來 他們 就 成立 了 壹家 公司

名字 叫 直覺 外科

這家 公司 造了 壹種 機器人

這種 機器人 就是 霸占 醫用 機器人 市場 三十年 的

達芬奇 機器人

這個 達芬奇 機器人 是 怎 麽 手術 的

就 醫生 去 控制 這個 操作 臺

然後 這個 機械 臂 就 可以 完成 手術 的 操作 是 吧

這種 機器人 就 可以 實現

像 遠程 控制 圖像 放大 對手 的 這個 除顫

等等 壹 系列 的 操作

甚至於 它 可能 比壹些 剛入 職 的 醫生

做手術 做 得 還要 巧

那 以後 我們 如果 配 上 這個 5G 技術

我們 就 可以 實現 這個 遠端 操作 了 是 吧

遠 在 北京 的 醫生

妳 可以 給 海南島 的 壹個 病人 做手術 了

甚至於 以後 如果 我們 再 結合 上 人工智能

通過 幾萬 次 的 練習

沒準 這個 機器人 自己 就會給 別人 做手術 了

可以 代替 壹 部分 醫生 的 工作 了

那 麽 5G 的 第三個 特點 就是 大容量

所謂 大容量

就是 它 同時 可以 連接 很多 很 多個 設備

我們 來 比較 壹下

4G 時代 能夠 連接 多少 個 設備 呢

大約 每平方 公 裏 2000 個 設備 |per square||||

每平方 公 裏 2000 個 設備 多 了 就 連不上

所以 有 的 時候 我會 出現 這樣 的 情景

在 壹個 體育館 裏面

我們 大家 壹起 看球賽

壹邊 看 我們 還壹邊 發 朋友圈

妳 看 那 信號 是 滿格 的

但是 怎 麽 也 發不出 去

為什 麽 呢

這就 好像 說 呀 雖然 這個 路 非常 寬

妳 比如說 像 這個 四環 非常 寬

但是 車也 多

車壹 多 了 之後 四環 塞滿 了 妳 還是 走 不了

那 麽 5G 能夠 支持 多少 呢

5G 它 可以 支持 100 萬個 設備 每平方 公 裏

它 遠遠地 超過 了 4G 的 這個 水平

所以 它 不僅僅 能夠 實現 人 和 人 的 通訊

它 是 什 麽 啊

它 是 萬物 互聯 的 基礎 萬物 互聯

什 麽 意思 呢

就是 5G 不光 可以 讓 我們 的 手機 上網

也 可以 讓 我們 比如說 可 穿戴 設備

比如 我們 的 手環 心臟起搏器

等等 這些 東西 上網

還有 智能家居

比如說 我們 的 這個 智能 電視 智能 冰箱 是 吧

智能 垃圾桶 智能水表 這些 都 可以 上網

還有 智慧 城市

比如 我們 城市 裏邊 的 路燈

我們 城市 裏邊 的 這個 紅綠燈

這些 也 都 可以 上網

就 實現 了 所謂 的 萬物 互聯

有壹個 很 有趣 的 段子

說 是 有 壹個 美國 的 小女孩

這個 小女孩 是 重度 的 twitter 用戶

每天 都 要 發 twitter

她 媽媽 怒 了 就 把 她 手機 給 沒收 了

沒收 了 之後

她 就 用 她 的 這個 任天堂 遊戲機 上網

然 後發 了 個 twitter

後來 她 媽媽 壹 看 遊戲機 也給 沒收 了

把 遊戲機 也給 沒收 了

然後 她 就 用 wii 遊戲機 來 上網 然 後發 twitter

後來 她 媽媽 把 她 這個 wii 也給 沒收 了

結果 她 就 用 他們 家 智能 冰箱

發了 壹條 twitter 是 吧

這是 實現 了 萬物 互聯

人們 預言 未來 只有 20% 的 5G 設備

是 用於 人 和 人 的 通訊 的

而 80% 的 設備 都 是 用於 人和物

或者 物和物 進行 通訊 的 |object-to-object||Communication|

其實 現在 我們 也 有 壹些 嘗試

比如 上海 有壹個 張江 人工智能 島

在 這個 人工智能 島上 就 有 很多 智能 設備

比如 像 無人駕駛 汽車 智能 垃圾桶

無人 巡查 的 飛機 水下 機器人 智慧 路燈

自動 灌蓋 智能 電網 自動 送餐 機器人

等等 這些 科技 設備

而 這些 科技 產品

其實 都 是 通過 5G 網絡 進行 連接 的

總之 每壹次 移動 通訊 技術 的 進步

都 會 深刻 地 影響 到 很多 的 行業

而且 還會 有 壹些 新 的 行業 被 5G 創造 出來

那 說 的 這 麽 多 說 5G 非常 好

我們 現在 國內 的 商用 情況 怎 麽 樣 呢

我們 現在 國內 使用 的 大部分 5G

都 是 這個 sub-6 5G

我們 為什 麽 不用 這種 速率 更快 的

這個 毫米波 5G

那 是 因為 毫米波 5G 它還 面臨 壹些 挑戰

我們 來說 壹下 毫米波 5G 的 挑戰 有什 麽

我們 首先 從 物理 特性 來講

毫米波 5G 是 頻率 比較 高 的 這種 5G 信號

它 的 頻率 高

那 麽 根據 物理學 的 研究 人們 發現 了 壹個 事

就是 在 空氣 中 電磁波 進行 傳播 的 時候

它會 有 衰減 對 不 對

頻率 越高 它 這個 衰減 的 速度 就 越 快

它 衰減 的 速度 會 比 原來 的 4G 信號 要 快 壹些

比如 原來 我們 走 這 麽 段距離 衰減 了 20%

我 現在 可能 衰減 了 50% 是 吧

所以 我 這個 覆蓋 相比 來講

它 的 這個 覆蓋 的 範圍 就 會 比較 小

那 麽 覆蓋 比較 小

我們 怎 麽 能 實現 廣覆蓋

很 簡單 妳 就 多建 基站 唄

所以 這又是 壹筆 費用 對 不 對

我們 要花 壹些 錢 這是 第壹個 問題

第二個 問題 就是 它 的 波長 比較 短

電磁波 波長 和 頻率 是 成反比 的

頻率 高 自然 波長 短

毫米波 的 波長 就是 在 毫米 量級 它 比較 短

波長 比較 短

我們 高中 的 時候 學過 它 的 衍射 就 差

衍射 是 什 麽 意思

就是 這個 波 可以 繞過 障礙物 是 吧

比如說 我 在 墻 的 前面 妳在 墻 的 後面

我 說 的話 聲波 可以 繞過 這堵 墻 讓 妳 聽見

但是 壹旦 波長 比較 短 衍射 能力 就 很 差

我 就 繞 不 過去

所以 它 易於 怎 麽 樣 遮擋

很多 物體 都 可以 把 這個 毫米波 給 擋住

什 麽 墻 大樹 這就 不 說 了

甚至於 下雨 的 時候

那個 雨 都 能 把 毫米波 擋住

我 打電話 說 我 那個 手 的 握手 方式

都 能 把 這個 毫米波 給 擋住 是 吧