漫畫 | 5G到底是個什麼玩意兒？

本文首發於騰訊科普企鵝號「科普中國頭條創作與推送」。這是Sheldon的第 106 篇漫畫，所有圖片大約 3 MB。

我們這一代人的生活，變化實在是太快了。撥號上網仿佛還在昨天，今天就要迎來 5G 時代了。

那麼，5G 到底是個啥？對我們又有啥好處？

1、什麼叫5G？

5G 的 G 是英文 Generation 的縮寫，也就是「世代」的意思。說白了，5G 就是

它就跟大哥大變成智慧型手機，DOS 系統變 Win10，綠皮車變復興號一樣，都是一種大幅度的技術升級。

將來 5G 升完級以後，不但比現在的 4G 厲害，很可能比現在的 4G 和家庭寬帶加起來還要厲害很多！

所以，世界各國的通信服務商都傾盡全力提前布局，希望能趕上5G這趟大幅升（zhuàn）級（qián）的快車！

那麼，說實在的，5G實現了以後，到底有啥好處呢？

2、5G的三大好處

從咱老百姓的角度看，5G 主要有三大好處：一是辦事快，二是不拖延，三是擠不爆。

先說辦事快。根據一項網際網路報告，把世界上最快的 4G 網速（挪威，平均63 Mb/s）和最快的寬帶網速（新加坡，平均189 Mb/s）加到一塊兒，也沒有 5G 的網速高（理論網速10000 Mb/s）。

有了 5G 以後，下載一部 4K 電影，可能就是上個洗手間的功夫。

再說不拖延。在網上辦事，就像在路上開車，你不可能一路都是高速。正常的辦事流程，一定是一會兒高速一會兒省道，運氣不好的時候還得進市區等紅燈。

所以，甭管 4G 和寬帶看起來有多快，玩遊戲、看視頻時，難免遇到卡頓的現象。這就是——網絡延遲。

有了 5G 以後，網絡延遲基本上就治好了。因為 5G 的網絡延遲大約是 1 毫秒。1 毫秒什麼概念？就是千分之一秒。

最後說擠不爆。一條高速公路，車道再多、車速再快，也架不住春運的流量高峰。同樣的道理，咱們平時擠地鐵、逛商場、看比賽的時候總是會發現，要麼 4G 死活連不上，要麼連上了卻發不了朋友圈。

這是因為你身邊的手機太多太密集了，大家都在刷手機把網絡擠爆了。

有了 5G 以後，就算十萬人一起在足球場看比賽，網絡也不會擠爆。因為 5G 在每平方公裡可以讓 100 萬臺設備同時上網。

當然，5G 的辦事快、不拖延和擠不爆這三大好處，並不僅是為了提升現有的上網體驗。有了這三大好處，它還能實現更遠大的野心！

3、5G的三大野心

5G 的三大野心，其實就是要搞定三個長期吹牛、始終沒落地的技術：VR（虛擬實境）、自動駕駛，還有物聯網。

先說VR（虛擬實境）。VR 要想玩的溜，圖像就得逼真，不然只能叫虛擬 Windows 屏保。

而且，如果網絡延遲太厲害，戴 VR 頭盔的人就會頭暈。

所以，要想隨時隨地玩 VR ，就得先用上 5G 。

再說自動駕駛。舉個例子，現在的汽車自動駕駛系統做得再厲害，它的攝像頭也只能看到一小段路況。如果大卡車、彎道、坡道擋住了它的視線，汽車就可能發生危險。

要想解決這個問題，汽車的自動駕駛系統，必須保持時刻在線。而且，它收到的數據必須沒有延遲。

所以，要想沒駕照也能開車，就得先用上5G。

最後說物聯網。所謂物聯網，就是說不但你的手機、VR 和汽車能上網，你家電視、空調、冰箱、浴霸、花盆、門鎖都能上網，甚至連你吃的水果、蔬菜、牛肉、三文魚在生產、加工、運輸的過程中都能上網。

大家都知道，物聯網的概念已經提（chuī）出（niú）很多年了，之所以沒有實現，一個很重要的原因是網絡容量不夠。

所以，要想連花盆也能上網，就得先用上 5G 。

那麼，如何才能讓 5G 真的很厲害，而不是像那三個技術一樣，長期吹牛、始終不落地呢？

4、如何把 5G 造出來？

要想把 5G 造出來，只用一兩個小發明小創新遠遠不夠。從技術的角度看，5G 是對現有移動通信系統的全面革新。

我們用 5 個方面的例子說明，這 5 個例子是天線多、道路寬、色號全、站點密和瞄的準。

1. 天線多

5G 和其他幾 G 一樣，都是用電磁波來運送信息。但是 5G 信號的波長比其他信號的波長更短，屬於毫米級。

波長短了，天線就短，天線短了，一個設備就能同時放進很多根天線。這就能保證 5G 設備同時發出和接收很多組信號。這叫做大規模多進多出技術（massive MIMO）。

2. 道路寬

由於 5G 信號的頻率範圍是 28~39 GHz，它可以給每個頻道的信息分配 400 MHz 寬的道路，比 4G 的道路寬 20 倍。這就保證每條道路上能同時容納更多的「車流」。

3. 色號全

在每一個頻道中，5G 信號可以發出很多組信號，每一組信號的頻率非常接近，而且不會導致接收信號的時候分不清誰是誰。

這叫作正交頻分復用（OFDM）。

這就好比 5G 讓不同顏色的口紅傳遞不同類型的信息，因為接收信息的人分得清口紅色號，所以 5G 敢於把色號配齊，不怕混淆。

4. 站點密

說白了，移動通信就是讓手機一邊到處走，一邊和附近的基站說話。

由於 5G 信號的波長變短，它必須把基站建得很密。這樣一來，每個手機附近總會有一個基站。手機和基站離得近了，它們說話時就不用使勁喊，結果就是更加省電。

5. 瞄的準

5G 允許你坐在每小時 500 公裡的車上而不掉線。這就要求，手機和基站之間互相聯繫的時候，必須知道對方在哪個方向，並且得正對著那個方向說話。所以，5G 會用到一種特殊的技術，叫作波束賦形。

如果不用波束賦形，電磁波的波束就會很寬。這時，基站必須朝著一個範圍使勁發信號。手機多了，基站發出的信號會相互幹擾，傳輸質量肯定保證不了。

當然，上面說的幾個創新也只是 5G 的一個方面。要想趕快用上 5G ，我們還需要標準制定、晶片設計、硬體生產、系統集成、設備部署和服務運營等全行業的不懈努力。

我們期待，作為擁有 14 億人口的世界第二大經濟體，我們國家能夠早日普及 5G ，讓每一個老百姓都能進一步享受到信息革命帶來的巨大便利。

作者：Sheldon | 繪製：Mirror、黃呆

審稿人：

Alex Qian 通信工程師

聯合推出：

騰訊科學「科普中國頭條創作與推送項目」團隊

Sheldon科學漫畫工作室

轉載請註明來自科普中國

參考文獻：

1. Michele Danno, The State of the Internet in Q4 2018, We Are Social.

2. Sha Shi and et. al., Review of Key Technologies of 5G Wireless Communication System, MATECWebofConferences22,01005(2015).

3. 小棗君, 「關於5G接入網，看這一篇就夠啦！」, 鮮棗課堂.