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5G网的未来

 亢标 2015-03-05


译者: 楠楠楠爱翻译 原作者: Stephen Shankland
发表时间:2015-03-04浏览量:345评论数:4挑错数:0
5G网已然亮相,那么在未来它会带给我们怎样的体验呢?在4秒内下载“银河护卫队”可能吗?

无线网络发展的下一阶段里,无人驾驶汽车和眨眼间下载的电影都希望满满。就在今年的全球移动大会中,5G的现身惊艳决绝,但是2020年前还是别指望它投入使用了。

第五代网络应该比现在使用的3G与4G网络都要快得多。

五年后,你可能对你的狗狗大为感激、因为正是它帮助你保持健康、提醒你注意安全、提高你的工作效率、也让你对周遭世界的事情清清楚楚。

但这与你溜多长时间斯库菲毫无关联。

正相反,这是由于更快、更有力的无线网络。现今,智能手机和互联网连接设备大多以4G技术为基础。但表现更好的第五代技术——5G即将来袭,它许诺带给我们前所未有的体验。

这就是为什么提及你的狗狗的原因了。物联网(IoT)通过互联网能将任何事物连结到一起,也因此得名。在人们的认知中,5G是物联网的核心。电器、安全系统、剂量计、门锁、汽车以及从智能手表到狗项圈等的穿戴物品在未来都将会来内置数以亿计的传感器。高德纳咨询公司(Gartner)预测:2015年,联网设备的数量约有50亿,而这个数字在2020年将会突升至250亿。

这些传感器所造成的庞大数据量,会刺激运营商花费巨额资金升级网络,迎合5G的需要,从而在消费者对物联网日益上涨的渴望——包括用手机时时了解斯库菲的动向——中谋取利益

富士通首席移动设计师费米·阿德亚米(Femi Adeyemi)说道:“你会给你的狗身上贴个标签,它会与家中的设备保持联系。你还会知晓孩子什么时候到家。高速公路上的汽车也可以无人驾驶。”

除此之外,5G网络要比4G网络快66倍。这种速度会带来了各种有趣的新可能性。无人驾驶车辆不会出现时延问题;视频聊天会让我们觉得大家都身处一室之中;而城市也能时时监控交通拥堵、污染等级以及停车需求,从而将有关信息时时传送至你的智能手机。

期待5G的几点原因

期待下一代网络所带来的几点益处。

·  新现实:5G将推广“增强现实”(增强现实是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术,这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动——译者注)与“虚拟现实”(虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般——译者注)两项技术的运用。增强现实技术可以给人们带来大量信息,例如行进路线、商品价格,又或是路上碰到的熟人姓名,举例来说它可以将数据投射到车辆挡风玻璃之上来予以展示。而虚拟现实则是创造一个完全虚拟的视觉,但这两项技术都需要时时接收最新数据。

· 即时满足感:下载速度会从现在4G网的峰值150 Mb/s上升到至少10 G/s。这种速度足以让人们在4秒内下载“银河护卫队”,但是4G网下却需要6分钟。

· 闪电般的回复速度:5G不仅尽可能地在每秒中压缩入更多位(bit),还减少了自第一位出现后的时延。在4G网络下,等几秒钟让串流影像重新开始没什么大不了的,但对于无人驾驶汽车等物来说确是不可接受的缓慢速度。因为对于这些事物来讲,每毫秒都至关重要。在理想状态的4G网络下,车辆需要15到25毫秒来告诉后方车辆它紧急刹车的需要,而5G网下,这种延迟仅需1毫秒。

困难重重

无线产业着迷于在2020年前推出首个5G网络。美国电信公司(AT&T)与诺基亚(Nokia Networks)认为该进度并无不可。

克雷格·威金顿(Craig Wigginton)是德勤咨询公司(Deloitte & Touche)中电信业的领导人,他认为2022年更切合实际。而阿尔卡特·朗讯公司(Alcatel-Lucent)旗下贝尔实验室中无线研究的领头人陶德·赛泽(Tod Sizer)却认为直到2025年,5G才会得到大范围的应用

5G网络数据传输速度要比3G、4G快得多,这对于串流影像的下载和手机应用实时更新极为便利。

不论5G何时面世,终会来袭。

要想推出5G网络,运营商需要增强手机与每几英里就要安装的基站(大天线)间的网络容量。

作为起步,他们可以开发空闲波普——无线电波,这一领域现今几乎无人问津。无线电波的震动频率以兆赫(MGz)或更为迅速的千兆赫(GHz)为单位。现今的电话频率至少为3GHz,而5G网络则需要更快的频带。

然而,高频率的无线电波很难在远距离中传输,也无法在建筑、墙面林立的地方穿行。为了弥补这一点,联网设备配备者需要依靠先进的天线技术。这包括大规模阵列天线(massive MIMO antennas)(由许多相同的单个天线按一定规律排列组成的大规模天线系统——译者注),此种技术将众多无线信号以平行方式传播出去。除此之外,还有波束成形技术(beamforming)(是通用信号处理技术,用于控制传播的方向和射频信号的接收——译者注),它能将射电能量集中起来,以统一特定方向传播。

运营商也要让基站更为聚拢,以便提高用户电话靠近基站的几率。他们还会为当今可以覆盖20英里的远程宏蜂窝(macrocell,在小区制移动通信网络中,通常采用正六边形无线小区邻接构成面状服务区。由于服务区的形状很像蜂窝,这种网络便被称为蜂窝式网络。)配以只能覆盖几百米的短程无线接入点(Small Cell,它是低功率的无线接入节点,工作在授权的、非授权的频谱,可以覆盖10米到200米的范围,相比之下,宏蜂窝的覆盖范围可以达到数公里。——译者注)

富士通员工阿德亚米说道:“安装一个宏蜂窝并使其运行需要花费数十万美元,然而在每个街区的电线杆上架设无线接入点每个也需要几万美元。”

全球移动通信系统协会移动产业集团的高级技术员丹·沃伦说道:“要想说架设5G需要多少钱还为时已早,但直至2020年,运营商在建的4G补充线路总共花费了1.7万亿美元。如果看不到大量的潜在消费者,运营商是不会为5G买单的。

物联网应该会推动5G的消费者出现。研究员IDC说道:“物联网市场将会在2020年前达到3.04万亿美金”。网络设备生产商思科(Cisco Systems)受益于物联网的成功,它推测物联网市场在下个十年里会值19万亿美元。

焕然一新

人们对连网冰箱付之一笑,但这并不是市场烟雾弹。

谷歌的智能恒温控制器和连网烟雾探测器已经让家庭变得更加井井有条了;汽车制造商也正在研制配有后座视频器及无人安全驾驶特征的车联网呢;智能健身腕带、睡眠监测器以及智能手表很快就能将包括呼吸频率、心率以及体温等重要生理迹象连结在一起,做出判断了。这种全盘视角可以让我们更加健康,甚至还能预警即将来临的心脏病或是中风呢;已经变得更加有序的城市,还能更为井井有条。巴塞罗那、西班牙运用超过一百万的传感器监测交通、污染、噪音、停车、水压、天气以及电力。

在法国的尼斯,路灯、街道以及垃圾桶上安装了超过200个传感器,以便于在市中心收集交通流动、公用照明、停车、垃圾以及污染的数据。

尽管运营商的基站现在可以处理几百通的同时用户,但这对于未来即将进入物联网的十多亿用户来讲,是远远不够的。贝尔实验室的赛泽说道:“设备制造商必须增加基站的连接容量至1000。我的研究团队对此进行了运算,这并不是那么难以置信。

到时,世界将会产生翻天覆地的变化。当斯库菲在狗狗公园走失后,要想找到它轻而易举,或许它还能通过某些设备谢谢你呢。

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