5G 是 2018 年行動通訊領域的熱詞。從中興的晶片卡脖事件，聯想 5G 投票風波再到華為頻遭威脅。這些事件都引起了大家對於 5G 的關注，那麼 5G 到底是什麼，它和 4G 有什麼區別呢？ 今天就來簡單扒一扒它們的關係和區別。
從 1G 到 5G
在說 5G 和 4G 之前，我們先來了解下從 1G-5G 發生了怎麼樣的改變？
1G：這是指第一代無線電話技術，即行動通訊。它使用模擬訊號，速度高達2.4kbps。那時的大哥大沒有螢幕只能打電話
2G（GPRS）：這是指第二代移動技術。使用數字電信標準。資料速率介於 56－114kbps。2G 實現了語音通訊數字化，功能機有了小螢幕可以發簡訊了。
3G（WCDMA/CDMA 2000/TD-SCDMA）： 指第三代行動電話技術。它提供 384kbps 的資料速率，因此可以輕鬆瀏覽網站和流式傳輸音樂。
而 4G 指的是第四代移動技術，被稱為 LTE（長期演進）。比起1G-3G，它是這幾種中最好的，與家中或辦公室的 Wi-Fi 一樣，穩定快速。
5G 是第 5 代行動通訊技術，是 4G 系統後的延伸。美國時間 2018 年 6 月 13 日，聖地牙哥 3GPP 會議訂下第一個國際 5G 標準。相比前者，5G 網路主要有三大特點，極高的速率 (eMBB)、極大的容量(mMTC)、極低的延時(URLLC)。我們就通過它的三大特定來講講與 4G 之間的不同。
5G VS 4G
高速度
我們都知道，通訊依賴託電磁波，而電磁波的頻率資源很有限，頻率不同，速度也就不同。頻率資源就像車廂，越高的頻率，車廂越多，相同時間內能裝載的資訊就越多。所以頻率越大，頻寬也就更大，速度就越快。
目前我們 4G 使用的都是低頻段，它的優點在於效能好，覆蓋面廣，能夠有效減少運營商在基站的投入，節省資金。但缺點就是，用的人多，資料傳輸的“路”就會出現擁窄現象。儘管已經對現有的技術進行過優化，但速率的提供依舊有限。而 5G 使用的就是高頻段，使用高頻不但能緩解低頻資源的緊張，由於沒有擁窄現象，使得“道路”更加寬廣，提高頻寬的速率。但受限於高頻的傳播效能，傳輸所以很多的高頻段頻率資源沒有被使用，正是5G可以好好利用的資源。
但是如何解決高頻通訊的傳播問題呢？
這就需要依靠大規模天線（massive MIMO）了，MIMO就是“多進多出”（Multiple-Input Multiple-Output），多根天線傳送，多根天線接收。容我找個示意圖（大概是這樣子的）：
高頻資源的頻率很高，波長就很短，在天線設計時就可以做到天線陣子和他們之間的距離很小，就可以在很小的範圍內整合天線陣列。天線陣子數量的增加可以帶來額外的增益，結合波束賦形，波束追蹤技術以彌補高頻通訊在傳播上的受限。
在這些特性下，5G 提供高達 10Gbps 的峰值資料下載速率。4G 的峰值速率大概為 100Mbps，速度提升 100 倍。 理想情況下，使用者能在幾秒內下載 1 G 大小的高清視訊。4K 視訊需要最低 25Mbps 的下載速度，4G 達不到這個要求。所以，在 5G 環境下 4K 視訊直播成為可能。另外，VR/AR 對頻寬的需求是巨大的，5G為 VR 等虛擬化實現成為可能。就像文中的第一張圖一樣，2G 可以看蒼老師的小說，3G 可以看蒼老師的圖片，4G 可以看蒼老師的視訊，而 5G 則是可以在 VR 中與蒼老師進行互動。
大容量
高頻段毫米波能夠提升傳輸速率，但高頻訊號很難穿過固體。隨著傳輸距離的增加，傳輸速率會相比 4G 的低頻段下降的更快。為保證高效穩定的傳輸速率，需要更多基站，以便穩定的訊號傳輸效果。 5G 技術引入了體積小，耗能低的微基站，這種基站可以安裝部署在城市的任何位置，可以安裝到路燈、訊號燈、商場、住房等等。每個基站可以從其它基站接收訊號並向任何位置的使用者傳送資料。訊號接收均勻，承載量大，形成泛在網，解決高頻段長距離傳輸差的缺點。
這也讓物聯網成為一種可能。在 5G 網路中，除了智慧手機、PC 等常見 3C 產品。更多的終端裝置也可以納入到網路中，如可以通過網路控制的智慧傢俱產品，如智慧插座、智慧空調、智慧冰箱以及智慧穿戴裝置等等。而在物聯網領域中，不同的應用場景。網路的需求不盡相同。一些終端裝置需要大量實時資料快速處理反饋，而一些終端裝置只需要少量資料或幾個 bit 的資料傳輸。它對傳輸的速度反應要求都不高，甚至可能一兩月才更新少量的資料。比如水錶、電錶類的使用量資訊顯示。所以在 5G 網路中，需要能自動識別出裝置終端對網路的需求，分別使用不同的網路頻寬。當少量資料傳輸時， 5G 智慧識別使用耗能較小的窄帶網路對資料的傳輸，從而有效減少能源的消耗和使用，保證終端裝置的低耗長時運作的使用性。實現真正的萬物互聯。
低延時
相比 4G 來說，5G 在現有的技術架構上進行了很大的優化和調整。為實現超低延時，5G 從接入網、承載網、核心網、骨幹網各個方面一起著手進行。
在大幅度降低空口傳輸延時的同時，儘可能減少轉發節點，縮短節點之間的距離。引入網路切片技術，把物理上的網路切片，劃分為 N 張邏輯網路以適應不同應用場景。 將核心網控制功能下沉，部署到接入網邊緣，趨近使用者，縮減傳輸距離，減少延時。
4G 網路應用伺服器集中於中心機房，距離終端遠，中間需要經過多個傳輸節點。5G 通過邊緣計算技術將接入網與網際網路業務進行深度融合，在接入網邊緣部署計算、處理和儲存功能的雲端計算裝置，構建移動便捷雲，提供資訊科技服務環境和雲端計算能力。可以減少資料傳輸過程中的轉發和處理時間，降低端到端的延時。
低延時讓無人駕駛成為可能。一輛汽車在 60Km/h 的速度下。50ms 的剎車緊急制動的距離為 1m，10ms 為 17 cm， 1ms 為 17mm。 在 4G 網路延遲大概為 50ms。50ms 的時間大概制動距離為 1m。這可能就是生死間的差距，而 5G 網路低至 1ms 的延遲，讓自動駕駛在馬路上保障行駛安全成為可能。大家都知道重慶萬州公交墜江時間，如果當時公交車使用的是 5G 技術，搭載智慧監控和智慧系統管理，當發現車輛偏離正常軌跡，要衝出橋堤的時候，緊急制定系統通過低延時特性，1ms 中剎住，可能就不會造成悲劇的發生了。
4G 實現資料速率大幅提升，進入了移動寬頻時代，成就了網際網路，改變了人們的生活方式。無論是點餐、外賣、支付等都被移動端改變，白領日常訂餐、週末睡個懶覺，餓了嗎、美團等，手機 App 上一健點餐、快速配送上門、網上支付快捷又便宜，生活被外賣改變，外出都變少了；網上購物的便利，去實體店、超市都變少了，直接網購搞定。再到直播服務鬥魚，熊貓平臺的興起，以及短視訊快手，抖音的大熱，也同樣改變我們的娛樂方式。
4G 改變生活，而 5G 將會改變整個社會。從 VR/AR 等虛擬物品、虛擬人物、增強情景資訊等方式給人們全新的媒體體驗。它還將進入物聯網時代，並滲透進至各行各業。車聯網、智慧製造、全球物流跟蹤系統、智慧農業、市政抄表等。當 5G 到來之時，亦是社會顛覆之際。從而走向數字化，資訊化的智慧世界。
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