有史以来最强的5G入门科普!

作者: 小枣君

来源: 鲜枣课堂

发布日期: 2019-02-28 12:18:36

本文从物理学基本公式出发,详细解释了5G通信技术的发展及其特点,包括有线通信和无线通信的区别、电磁波频率的利用、微基站的应用、以及D2D技术的引入等。文章强调了5G技术是对现有通信技术的演进,而非革命性突破。

今天的故事,从一个公式开始讲起。这是一个既简单又神奇的公式。说它简单,是因为它一共只有3个字母。而说它神奇,是因为这个公式蕴含了博大精深的通信技术奥秘,这个星球上有无数的人都在为之魂牵梦绕。这个公式,就是它——我相信很多同学都认出这个公式了,如果没认出来,而且你又是一个理科生的话,请记得有空多给你的中学物理老师打打电话!小编解释一下,上面这个公式,这是物理学的基本公式,光速=波长×频率。

通信技术,无论什么黑科技白科技,归根到底,就分为两种——有线通信和无线通信。我和你打电话,信息数据要么在空中传播(看不见、摸不着),要么在实物上传播(看得见、摸得着)。如果是在实体物质上传播,就是有线通信,基本上就是用的铜线、光纤这些线缆,统称为有线介质。在有线介质上传播数据,速率可以达到很高的数值。以光纤为例,在实验室中,单条光纤最大带宽已达到了26Tbps。。。是传统网线的两万六千倍。。。

光纤而空中传播这部分,才是移动通信的瓶颈所在。目前主流的移动通信标准,是4G LTE,理论带宽只有150Mbps(不包括载波聚合)。这个和有线是完全没办法相比的。所以,5G如果要实现端到端的高速率,重点是突破无线这部分的瓶颈。

电磁波的功能特性,是由它的频率决定的。不同频率的电磁波,有不同的属性特点,从而有不同的用途。例如,高频的γ射线,具有很大的杀伤力,可以用来治疗肿瘤。

我们目前主要使用电波进行通信。当然,光波通信也在崛起,例如LiFi。LiFi(Light Fidelity),可见光通信不偏题,回到电波先。电波属于电磁波的一种,它的频率资源是有限的。为了避免干扰和冲突,我们在电波这条公路上进一步划分车道,分配给不同的对象和用途。

在高频率的前提下,为了减轻网络建设方面的成本压力,5G必须寻找新的出路。出路有哪些呢?首先,就是微基站。基站有两种,微基站和宏基站。看名字就知道,微基站很小,宏基站很大!其实,微基站现在就有不少,尤其是城区和室内,经常能看到。以后,到了5G时代,微基站会更多,到处都会装上,几乎随处可见。

5G的第五大特点——D2D,也就是Device to Device(设备到设备)。5G时代,同一基站下的两个用户,如果互相进行通信,他们的数据将不再通过基站转发,而是直接手机到手机。。。这样,就节约了大量的空中资源,也减轻了基站的压力。通信技术并不神秘,5G作为通信技术皇冠上最耀眼的宝石,也不是什么遥不可及的创新革命技术,它更多是对现有通信技术的演进。

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