5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

商业

07-09 20:09

本文来自微信公众号「爱否科技」(ID:FViewXFG),作者为月岛,爱范儿经授权发布。

近一年手机圈最大的热点毫无疑问就是 5G 了,各大手机厂商也争先恐后的宣布自己的 5G 手机。然而说来说去,也没有哪一家厂商告诉我们,5G 到底能干嘛?

今天我们就来看一看,5G 以及 5G 手机究竟能给我们带来什么?

5G 比 4G 强在了哪?

从 2G 到 5G,每一代移动通信技术都经历着网速的变革。想要提升网速,就要提升带宽。

我们都知道,无线通信是通过电磁波来传递信号的。电磁波的频率越高,其可容纳带宽就越大。所以提升网速最直接的方式就是提升频率。这也正是每一代网络升级的核心。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

如果频率越高,网速越快,那为什么一开始不用高频率呢?其实不是不想用,而是用不起。

这里就要引入我们初中学过的一个公式,由于光速不变,频率越高,波长就越短。

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由于电磁波的特性,波长越短,绕射(衍射)能力就越弱,但穿透能力越强。所以当高频波遇到障碍物会直接穿透,而不是绕过去,进而导致信号衰减严重。

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也就是说,4G 信号之所以传播的远,是因为它遇到障碍物就会选择绕过去,而 5G 信号由于穿透能力比 4G 信号强,遇到障碍物就会选择穿透,所以在障碍物多的地方,信号覆盖面积自然就不如 4G。4G 基站的覆盖半径约为 1-3 公里,而 5G 基站的覆盖半径仅为 100-300 米。(典型值)     5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

简单来说就是,高频率虽然能带来更快的网速,但是在传播能力上不如低频率。

相信大家在生活中也有体会,往往到了野外,4G 已经不能用了,而 2G 还可以,除了 4G 建设的较晚,基站数量少之外,主要就是因为一个 2G 的基站覆盖面积远大于 4G 基站。可以用更少的 2G 基站去覆盖更大的面积,有效地降低了成本。

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所以,相同面积下,需要更多的基站,这也就意味着想要达到完美的覆盖,成本将成倍增加。同时,更多基站带来的维护成本也会成倍提升。

可见,5G 不仅带来了更快的网速,也由于用了更高频率的电波,导致了信号以及覆盖方面的问题,为了解决这些问题,就有了以下几项重要的 5G 技术:

  • 小基站——让室内信号变得更好

由于 5G 的绕射能力变差,这就意味着在室内的信号将会惨不忍赌,为了解覆盖盲点的问题,厂商们推出了小基站。

一般我们对基站的概念就是「大铁塔」或者长长的天线,而小基站则只有路由器那么大,可以部署在室内,解决室内信号差的情况。

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  • Massive MIMO(多天线)——提升信号强度

相信大家对 MIMO 这个词此并不陌生,MIMO 的意思就是多收多发(Multiple-Input Multiple-Output),在 4G 时代,大部分手机可以实现 4×4MIMO,而到了 5G 时代,手机的天线数量会增加到 64/128/256 根。

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能放下如此多的天线,也是由于波长变短,在 5G 之下,在同等体积之下,可以布置更多的天线,以弥补高频带来的信号损失。

Massive MIMO 同样是为了解决毫米波的信号衰减问题,因为国家对天线功率有上限限制,所以,不可能随意增加发射功率,受制于材料特性和物理规律,也不可能无限提高发射天线和接收天线的增益。唯一可行的解决方案是就是增加发射天线和接收天线的数量。

  • 更先进的波束赋形——信号的精准传输

如果说 Massive MIMO 是把道路变多了,那么波束赋形就像一个导航一样,把天线的信号更好的引导到设备上,通过精准的传递来减小信号传输的衰减。

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基站发射信号就像灯泡发光一样,手机就像房间里的某一个小区域,基站本身是只想点亮手机的区域,而其他区域的光线就浪费了。而有了波束赋形以后,就像手电筒一样,精准的照到想去区域。

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  • 全双工——同时上传下载

为了避免干扰,现有的无线发射装置都不能同时发送和接受信号,为了提高数据传输速率,就有了全双工。

全双工就可以实现同时收发信号,把数据传输速率提升两倍,代价就是自干扰,当然 5G 的其他技术也可以减少这种干扰,就不过多赘述了。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

说起无线通信,就不得不提香农公式。其实 5G 所有的技术,都是为了提升这个公式的参数而设计的:

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简单来说,公式里的 C 值越大,网速就越快,那想要提升 C 的值,就要提升 B 或者 S/N 的值,所有的 5G 技术都是为了提升这两个值。

具体来说就是:

毫米波——提升频带宽度(B)

更先进的波束赋形——提升信噪比 (S/N)

多天线、全双工——提升频带宽度和信噪比 (B&S/N)

今年的 5G 手机值得买吗?

说完了 5G 的几个重要指标,再来说说最近各大厂商都将要今年推出的 5G 手机,究竟值得买吗?

  • 5G 手机能给我们带来什么?

首先是外观,未来的 5G 手机,由于多天线技术,手机中框应该无法承受如此多数量的天线,所以会做到机身里面。考虑到金属会屏蔽信号,未来的手机后盖应该会朝着玻璃或者塑料发展。金属机身的手机应该会越来越少。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

每一代移动通信都提升了网速,而在不同网速之下,能做的事是不一样的。就像 3G 让应用程序的使用变成可能,4G 带来了移动支付、在线游戏、短视频等等。

至于未来 5G 手机会出现怎样的技术,任何人都无法断言,5G 手机到底能带来什么,还要看未来能满足我们什么需求。

  • 5G 手机会变贵吗?

越早购买 5G 手机,你为手机厂家和上游厂商分担的研发成本越多。说白了,就是越早买越贵。根据中国移动的预判,在 2019 年 5G 预商用阶段,测试、预商用 5G 终端可能在 30 款以上,其中 5G 手机的价格预计会在 8000 元以上。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

电信分析师付亮建认为购买 5G 手机的时间最好在明年 3 月份以后,那时价格约在 5000 元至 6000 元,到明年四季度可能降至 2000 元至 3000 元。

  • 今年要买 5G 手机吗?

5G 并不是只要手机芯片支持 5G 就可以享受更快的网络,5G 是需要从手机端到基站到核心网都要重新配套,单纯一个 5G 手机就好像超级跑车行驶在限速 60 的马路上一下,再强的能力也发挥不出来。

就拿 4G 来说,2013 年 9 月 iPhone 5s 等 4G 手机发布后,2013 年 12 月国家下发 4G 牌照,两年过后 4G 手机用户不到 30%,直到今年,4G 手机用户才达到 70% 以上。

如今 5G 的牌照刚刚下发不久,5G 的配套设施肯定还需很长时间去建设。再加上 5G 基站覆盖面积变小,因此相同面积需要更多的基站,相比 4G 的投入会更大,所以在普及时间上应该比 4G 还要慢。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

因此今年的 5G 手机与 4G 手机在体验上拉不开差距,在配套设施还不完整的情况下,5G 的用武之地并不大。

如果今年一定要换手机,并且一部手机打算用好几年,5G 手机一定是更好的选择。或者先买一台 4G 手机过渡一下,等待 5G 手机的价格正常后再出手。

  • 买 5G 手机需要注意的坑

目前的 5G ,其实不完全都是真 5G,你买到的 5G 手机,很可能是没有具备 5G 的所有功能。

这就要说 5G 的两种组网方式——NSA 和 SA。NSA 是非独立组网,SA 是独立组网,简单来说,NSA 是基于 4G 核心网下的 5G,而 SA 从基站到核心网都要全部重新建设。SA 组网可以实现更低的时延、更大的上行带宽、网络切片等 5G 核心功能。所以,SA 是更完备的 5G 网。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

但是目前几个主流的 5G 芯片,高通的 X50、巴龙 5000、三星的 Exynos 5100……只有麒麟的巴龙 5000 支持两种组网模式,其他都只支持 NSA ,而巴龙 5000 并不向外出售。也就是说,下半年能买到的 5G 手机,多半是不完整的 5G 。

同样支持双模组网的高通 X55 ,也需要明年才能出货。连工信部都宣布停止 NSA 设备的入网。可见,SA 组网才是未来。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

所以,想要享受完整的 5G,买 5G 手机时,还要注意芯片是否支持 SA 组网。现阶段的 NSA 组网可能更加成熟和稳定,但不能实现 5G 的核心功能,注定是被淘汰的。

手机之外,5G 大有用武之地

如果说 4G 的是为手机量身定做的,那 5G 的就是为物联网而生的。

大多数人对于 5G 的概念就是网速变得更快了,几分钟就可以下载一部高清电影、可以流畅看 4K 视频等等,但由于手机硬件的限制,你很难在这么小的屏幕上看出 4K 的差别。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

似乎网速变的更快好像并不能对我们的生活产生更大的影响,那么 5G 究竟能给我们带来什么呢?

互联网发展的初期,每个家庭拥有一台电脑,市场是以亿计的。而到了智能手机时代,每个人拥有一部手机,全球有 70 亿人,就有 70 亿的市场,而下一个阶段是物联网,包括家里的家居,室外的公共设施,每个家庭需要联网的设备可能有数十台,联网的设备可能会达到 300 亿之多,这样的市场是不可估量的。       5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

有需求才有市场,正是有了 iPhone 这样优秀的终端才推动了 3G、4G 的发展。就像功能机时代,再快的网速也不会发展出王者荣耀这样的游戏一样。正是有了物联网的需求,市场足够大, 5G 才能应运而生。

国际电信联盟(ITU)把 5G 的应用场景归纳为三个:增强型移动带宽(embb)、超可靠和低时延通信(urlcc)、大规模机器类型通信(mmtc)

用人话来说就是:

  • 更快的网速
  • 毫秒级的延迟
  • 百万级/k㎡ 的终端接入

可以说后两项(低延迟和接入终端变多)都是为物联网量身定做的。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

通过使用海量机器类通信技术(mMTC),5G 把每平方公里的连接数量提升到了百万级别,超越了 4G 至少十倍以上, 连接设备瞬间从一台手机变到了十几台设备。就是一个区域单位能够连入网络的总数极大的提高了。

除了连接数量的增多,连接质量同样有了飞跃,可以说 5G 最大的升级就在于毫秒级的延迟。延迟到底有多重要呢?举个例子:

王者荣耀所需要的带宽,比较成熟的 3G 网络就能满足,但为什么 3G 时代几乎没有任何的手机在线网游呢?原因就是 3G 的延迟太大,而 4G 的网络延迟比 3G 时代降低了大约 70%,达到了和有线网络差不多的水平,所以才有越来越多的电脑游戏可以在手机上玩。

5G 带来的毫秒级延迟,就能够满足一部分物联网的需求,比如车联网,车联网正是自动驾驶的重要一环。如今的每一辆汽车都是孤岛般的存在,而未来的自动驾驶则需要所有车的配合,可以想象,当每一辆车都互通互联,不仅发生车祸的概率大大降低,还能够有效缓解交通拥堵等问题。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

5G 也许不能给手机带来什么飞跃性的提升,但却能改变我们的生活。

最后

够用永远是个伪命题,在汽车没被发明时,马车明显是够用的,智能手机没被发明出来,功能机也够用。而 4G 对目前的我们来说,也是够用的。就像当年的 3G 一样,同样够用。

有些东西,如果从未存在过,也不会影响当下的生活。如果它一旦存在,就好像原本就应该存在一样理所当然。比如汽车、比如智能手机。而 5G ,很可能就是这样的东西。

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