从技术定义上看,5G是第四代移动通信技术的延伸,也就是第五代标准。它具备高速率、低时延、大容量三大核心特征。在高速率上,5G速度是4G的十倍以上;低时延方面,甚至低于人类眨眼时间,仅为4G的十分之一。
5G和4G有什么区别?
很多人担心5G流量消耗会像玩笑里说的那样,一觉醒来话费全没。但官方解释得很清楚,5G主要优势是低延迟和高网速,下载快并不代表消耗流量变多。日常使用流量的计算方式其实并没有发生本质变化。
从通信制式支持来看,5G手机需要支持GSM、CDMA、EVDO、WCDMA、TD-LTE、FDD-LTE以及5G NR共七种制式,还要适配不同运营商的多个频段。而4G手机主要只支持4G及部分3G/2G制式,覆盖范围较窄。
5G的低延迟特性让它不仅仅是上网更快,更是无人驾驶等高科技的基础。像李彦宏看好的无人驾驶,需要城市高度智能化,这就离不开5G提供的那种极低延迟且稳定可靠的网络连接,4G很难做到这点。
手机硬件上,5G手机的基带比4G更高级。基带决定手机能支持哪些网络,5G基带向下兼容,能使用5G及以下的网络,而4G基带因为没有预装5G频谱,所以根本搜索不到5G信号,这是硬件层面的根本区别。
简单来说,4G是3G的演进,5G则是4G的进一步演进。区别在于上网下载速度大幅提高,通话质量理论上也有所提升。其中D2D技术对物联网起着直接导向作用,未来会让用户在通信体验上感到更加舒服和便捷。
随着5G普及,AI和物联网时代会真正到来。智能家居不再只是幻想,通过AI控制热水器、窗帘等日常设备将成为常态。信息共享更迅速,人与人交流更紧密,很多以前难以想象的高新技术都会照进现实。
天线数量配置上,5G手机从原来的1T2R(1发射2接收)升级为2T4R(2发射4接收)。这种多天线技术能够显著提升信号接收能力和数据传输效率,从而支撑起5G网络所需的高带宽和低延迟特性。
5G采用了新的状态机技术,旨在减少能耗,降低功耗。虽然5G速度快导致数据吞吐量大,但通过技术优化,力求在保持高性能的同时,解决用户对于手机耗电过快的担忧,让用户在享受高速网络时感到更舒适。
5G网络最直观的提升就是速度,4G峰值大概是每秒100兆,而5G能达到每秒10GB,这差距高达上百倍。意味着下载一部高清电影可能只需要1秒钟,就像猎豹和兔子的速度差别,体验上会有天壤之别。
在大容量连接方面,5G表现优异。即使在一个地方有五十个人同时上网,每个人也能体验到100Mbps以上的速率。这种高密度的连接能力,让网络购票、抢红包等操作比4G用户更快,视频通话交互体验也更好。
天线设计也是区别之一。因为5G需要支持更大的传输速率,其天线设计必须能够承载比4G大得多的数据流。目前4G天线的最大传输速度已经无法满足5G高速网络的需求,所以5G手机的天线架构完全不同。
在低时延方面,5G的最低要求是1毫秒甚至更低。相比之下,人类眨眼需100毫秒,4G时延较高。这种毫秒级的响应速度,使得无人驾驶、工业自动化等对实时性要求极高的场景成为可能,这是4G无法企及的高度。
由于5G数据传输量大且速度快,对电池是个考验,所以5G手机通常配备更大容量的电池来支持大数据量的业务操作。同时,为了配合更快的下载和处理速度,5G手机在运存和存储空间配置上也会比4G手机更高。
5G不仅仅是网速快一点,它是物联网时代的核心基础设施。通过传感器采集数据并互联,5G实现了万物互联的可能。相比4G主要服务于人与人之间的通信,5G将重点转向人与物、物与物的高效连接。
很多人担心4G手机还能不能用,其实目前4G网络用户越来越多,而且4G、3G、2G网络是共存的,等到5G商用后4G也不可能一下子关闭。从现实来说5G肯定贵,但不用会错过很多精彩,就像4G时代移动直播、网约车、共享单车等新鲜事物都成长起来了,5G时代同样也会诞生很多新东西影响商业格局和衣食住行。
关于低时延方面,以自动驾驶为例,目前5G基本上不会超过60Km/h,速度太快的话从发出指令到收到指令会有时间差容易出事,但有了5G这些困扰就消失了。5G网络时延从4G的30到50毫秒降到了1毫秒,反应速度更快,无人驾驶汽车也更安全。
无线网络发展历程:1G网络为模拟语音业务带来了移动性;2G网络带来了数字蜂窝语音业务和基本数据业务以及跨网络漫游业务;2.5G网络借助Edge对数据业务进行了小幅改进;3G网络带来了更好的移动互联网体验但未能充分利用大规模数据业务;3.5G网络带来了真正无处不在的移动互联网体验;4G网络带来了全IP服务是一种快速的宽带互联网体验;4.5G网络速率比4G翻了一番;5G网络超越移动互联网将无线宽带业务扩展到物联网和关键通信领域。
5G技术在8个规范要求的推动下发展:数据速率高达10Gbps,比4G和4.5G网络提高10至100倍;延迟低至1毫秒;每单位面积1000x带宽;每单位面积的联网设备数量高达100x;可用性达99.999%;覆盖率达100%;网络能源消耗减少90%;低功耗IoT设备电池寿命长达10年。每个新一代无线网络都会有全新用途,5G也不会例外,将专注于物联网和关键通信应用。
5G和4G在速度上差别很大,4G下载一部1G的电影大概要三十秒,但5G速度快到计算单位都不用秒了。有说法称5G速度是4G的一百倍,甚至外媒报道能达到上万倍,这样用手机看视频、玩游戏就不会出现卡顿的情况。目前实际数据显示,5G相较4G用户现有峰值体验可以提升20倍。
从技术层面看,通信主要依靠电磁波,而电磁波频率资源有限,频率不同速度也不同,频率越大带宽越大速度也越快。现在网络处在较低频段,优点是性能好覆盖好,但资源宝贵,而5G利用的是高频段把闲置资源利用起来,随着网络发展频率越来越高速度也越来越快。另外,打电话或传照片信号都要通过基站中转,但5G之后设备和设备之间可以直接传输不需要基站了,这是传输路径的变化。
5G与4G在技术上有区别,5G关键技术有OFDM、载波聚合、Multi MIMO,这些技术在4G也有使用只是5G技术场景更复杂。比如5G基站端天线最多支持256根,也就是16×16 MIMO,还有5G载波聚合支持跨参数实现,可以聚合毫米波和6GHz以下频段的载波,极大增加了可用频谱资源。另外5G比4G多了一种RRC状态,之前4G只有空闲态和连接态,5G多了个非激活状态,这种状态下UE的控制面和用户面连接是存在的,移动性是由5G终端来控制的。
5G与4G最大的区别在于低延迟,比如无人驾驶需要实时根据车外情况更新信息,比如网游中延迟0.1秒也就是100毫秒的差距可能你就死了,比如5G时代看VR不会有严重延迟造成的眩晕。另外5G有高上传速率和下载速率,在播放高清4K电影、看超高清直播时会有更好的体验。还有就是5G时代万物互联,身边任何产品都是联网的都可以做成智能的,因此会有更多智能设备和智能家居提高生活品质。
5G比4G在实际体现上有很多变化。网速方面用5G下载一部电影用时不会超过一秒,速度快但资费也很贵。手机方面随着2G落幕,仅支持2G的手机成为回忆,5G来临对新设备也有要求。云技术方面4G主要是上网看电影聊天玩游戏,但5G解决的是数据问题,高速率对云技术很重要,未来数据都上传云端。物联网方面5G发展后物联网终端设备会变化,智慧城市、智慧家居、物流等会更智能。无人驾驶技术目前还不成熟,跟网络有很大关系,5G低延时特性对自动驾驶至关重要。VR技术还不成熟因为数据传播速度跟不上,但5G能解决这个问题。不过电磁波频率越高绕射能力越差衰减损耗越大覆盖能力也降低,4G需要1个基站而5G需要多个,基站数量决定了投入成本。