5G:通信中的超音速战斗机
5G是世界各国都在积极研发的下一代移动通信技术,它将极大地提高信息传输速度,方便人们的工作和生活。
◎移动电话
早在1940年,美国贝尔实验室就制造了第一台移动通信电话,但是体积过于巨大,只能放在实验室中,慢慢被人遗忘。
1973年4月,美国摩托罗拉公司的工程师马丁·库帕发明了世界上第一部真正意义上的移动电话,它大约有两块砖头那么大,可以随身携带。20世纪80年代,这种电话传入中国,被称为“大哥大”。
以现在的眼光看,“大哥大”显然过于笨重,但在当时,它造价昂贵,是身份和地位的象征。之后,移动电话(手机)技术发展迅猛,体积越来越小,越来越方便,造价也越来越低廉。现在,智能手机已经普及到家家户户。
◎从1G到4G
使用智能手机的时候,屏幕右上角总会显示2G、3G或4G的字样,如果没有这个“G”,那么你的手机可能就没有信号。这里的G是英文单词Generation的首写字母,表示“代、时代”的意思。2G、3G、4G就是第二代、第三代、第四代移动通信技术。
20世纪80年代初提出了第一代移动通信技术的概念,90年代初完成。“大哥大”所使用的就是这种通信技术,采用模拟信号,只能用于通话,而且容量小,抗干扰性差,容易被监听。
20世纪末,2G开始普及,引入了短信技术,使得手机功能由传统单一的语音通话功能进化到既可以语音通话,又可以传送文字信息,还从而衍生出了短信文化。之后通信技术不断革新,3G、4G相继出现,信息传输速度不断提升。现在使用的4G网络,速度是2G网络的一万倍,3G网络的50倍,能够快速传输高质量的图像、音频和视频。
◎新时代的5G
2019年2月25日至28日,世界移动通信大会(MWC)在西班牙巴塞罗那举行。会上发布的报告中提到,随着2019年5G网络发布和兼容设备数量的增加,5G有望在2025年占全球移动连接的15%。继韩国和美国于2018年推出首批商用5G之后,全球又有16个主要市场会于2019年启用商用5G网络。
而中国也将迎来5G时代。2016年1月,我国的5G研发试验开启。2017年11月,工信部宣布,5G试验已经进入最后的阶段。2018年12月27日,在由I MT2020(5G)推进组组织的中国5G技术研发试验第三阶段测试中,华为以100%通过率完成5G核心网安全技术测试。
◎5G的优势
速度快:如果把4G网络比喻为飞驰在高速公路上的汽车的话,那么5G网络就是超音速战斗机。按照预期,5G网络的下载速度最高可以达到1G每秒,比起4G的100M每秒,提升了近10倍。下载一部高清画质的电影只需要10秒钟。
低延时:当你打开一个网页,总要等待一段时间,直到网络响应,一般只有几十毫秒,最多数秒。这段时间叫做“延迟时间”。5G网络的高速可以大幅度减少数据传输的响应时间,甚至可以将延时降低至1毫秒。
大容量:2016年3月,工信部公布了一份调查报告,我国移动通信用户总数达到9.8亿。如此大规模的用户,带来了通信市场的繁荣,同时也给网络带来了巨大的压力,3G和4G的无线频率已经“人满为患”,传输卡顿甚至中断的情况常常发生。5G网络能够容纳更多的数据信息,有效解决这一问题。
◎高端技术的基础
你有遥控汽车玩具吗?尽管5G技术是当下最高端的技术之一,但是基础原理跟你的遥控汽车一样,就是无线电。
无线电是电子技术最初的称谓,这一名词已经逐渐被电子学所代替。电磁场和电磁波是电子学的基础。所谓的电磁场,是以场的形式存在的特殊物质形态。电磁波是电磁场的一种运动形态,它以变化的电场和磁场相互作用、相互依赖而存在,以光速在空间传播。所有的移动信号都是电磁波,正因为如此,讯息才能隔空传递。