笔记百科虽然已经酝酿多年，但 5G——无线技术的下一个重要篇章——终于接近主流。虽然我们还没有达到随处可用的地步，但如今几乎所有最好的智能手机都支持 5G，而且你看到手机上亮起 5G 图标的可能性要大得多。
不过，5G 不仅仅是一个花哨的新数字。对于运营商来说，这项技术的推出要复杂得多，因为它覆盖的频率范围比旧的 4G/LTE 技术要广泛得多，而且每种技术都有不同的权衡。它也是一种影响更深远的无线技术，有望实现那种曾经只是未来科幻小说中的梦想的全球连接。
围绕 5G 的所有这些炒作可能会让您想知道它到底是怎么回事，但好消息是它对消费者来说并不像您想象的那么复杂。最终归结为了解您生活和工作的地方的 5G 服务是什么样的，决定最好的 5G 手机，以及选择最好的 5G手机套餐。
尽管如此，借助 5G 网络提供的强大新功能，更深入地了解它的工作原理可以帮助您做出正确的决策。这是您需要了解的有关 5G 的所有信息。
什么是5G？
简单来说，5G就是正在慢慢取代4G/LTE网络的第五代移动网络。5G 提供了比 4G 网络更快的下载和上传速度，以及更低的延迟——设备与无线网络通信所需的时间。
此外，5G 网络本质上更高效，每个塔可以处理更多的连接，每个设备的速度更快。它还设计用于在更广泛的无线电频率（也称为频谱）范围内工作，为运营商扩展其网络产品的中频和极高频 (EHF) 毫米波（毫米波）频段开辟了新的可能性。由于 5G 是一种全新的技术，在新的频率和系统上运行，因此纯 4G 手机与新的 5G 网络不兼容。
首批 5G 网络于 2019 年开始部署，但下一代网络的基础工作早在几年前就已奠定。5G 标准架构于 2016 年创建，届时网络和消费者方面的每个公司和个人都可以开始制造符合新 5G 标准的设备。
在这一点上，5G 还没有完全达到市场饱和——但它已经接近了。建立一个全新的网络需要大量的投资。例如，4G/LTE 自 2010 年在美国首次部署后大约用了三年时间才达到主流地位。但是，4G/LTE 不必经历与更新的 5G 技术相同的成长之痛，因为它更易于部署比较。美国所有主要运营商都使用相同的基本 4G/LTE 技术。
对于 5G，运营商不得不采取独特的方法来解决现有的 4G/LTE 部署，同时还努力获得实现 5G 最大承诺所必需的更高频率的许可证：超快千兆速度。这花费了更多时间，并且在此过程中遇到了一些障碍。
5G 成为全球主导网络可能还需要一两年的时间，但我们肯定会越来越近，尤其是在美国 T-Mobile 已经吹嘘其最快的 5G 覆盖范围可供2.6亿人使用，它预计到 2023 年底将增长到超过 3 亿，即美国人口的 90%。虽然 T-Mobile 相对于其竞争对手有很大的领先优势，但其他公司正在迅速追赶：本月早些时候，Verizon 宣布它已经突破两亿大关。
这些数字也仅指运营商的增强型 5G 网络。根据运营商的不同，标准的低频段 5G已经覆盖了 85% 到 95% 的美国人口。虽然这些较低频段的频率无法提供同样令人印象深刻的速度，但它们提供了其他优势 — 以及取代 4G/LTE 的能力。
5G网络技术如何运作？
与 4G 一样，5G 技术可在广泛的无线电频谱分配上运行，但能够在比当前网络更广的范围内运行。对于 5G，存在三种以不同方式工作的不同频率范围。最常见的 5G 形式传统上被称为 Sub-6，但最近被分为两个子类别。除此之外是毫米波，它以更高的频率运行——有一些重要的权衡。
Sub-6（低频段）：?Sub-6GHz 的缩写，术语 Sub-6 在技术上包括在该 6GHz 阈值以下运行的所有 5G 频率。然而，在 5G 的早期，它几乎完全由低频段频率组成2GHz 以下——2G、3G 和 4G/LTE 网络多年来使用的相同频谱。大多数运营商使用这些频率开始他们的 5G 部署，因为这是最简单、最经济的开始方式；5G 硬件可以共享 4G/LTE 服务使用的相同信号塔和无线电波，而且由于低频段频率传播得更远，更容易穿透墙壁、树木和其他障碍物，运营商也不必提供大量的新塔覆盖 5G 覆盖区域。然而，使用这种低频段频谱有一个缺点：5G 性能并不明显快于之前的 4G/LTE 服务。事实上，在某些情况下它实际上可能会更慢，因为 5G 流量必须让出使用相同频率的旧 4G/LTE 信号的数字通行权。
毫米波：?5G 频谱的另一端是毫米波，这是一片 EHF 频谱，5G 目前在 24GHz 和 39GHz 之间的频率下运行，尽管它可能会在未来扩展到更高的频率。顾名思义，这些频率的波长非常短，这意味着它们根本不会传播很远——最多几个城市街区。好处是 5G 可以提供超过毫米波的惊人性能——在理想条件下轻松达到 4Gbps 下载速度。更重要的是，这种更高的容量还可以更好地覆盖体育场馆、音乐会场地和机场等人口稠密的区域.?然而，要以这种令人难以置信的快速覆盖覆盖一个区域，需要数以千计的小型网络单元——覆盖纽约市 95% 的区域将需要近 60,000 个独立的毫米波发射塔。这就是为什么 Verizon 的早期 5G 覆盖仅依赖于毫米波，只能在几个主要城市的市中心提供。
Sub-6（中频带/C 频带）：为了兑现 5G 的承诺，运营商和监管机构需要在超快但极短距离的毫米波与提供广泛范围但无意义的低频带频率之间找到一个令人满意的媒介5G 应该取代的 4G/LTE 网络的速度提高。答案在（大部分）新的中频带频率范围内找到，范围从 T-Mobile 的 2.5GHz 网络到 Verizon 和 AT&T 许可的 3.7GHz 至 3.98GHz C 波段频谱。该频谱已成为 5G 的最佳选择，提供比毫米波更好的覆盖范围，同时提供接近千兆位的性能水平，让 4G/LTE 网络望尘莫及。
5G有多快？
显然，5G 比 4G 快，但快多少？简短的回答是：“视情况而定。”?由 3GPP 制定的电信技术标准有些复杂，但以下是5G 在最佳条件下能够达到的速度的一般概要：
- 峰值数据速率：?5G 提供更快的数据速度。每个移动基站的峰值数据速率可以达到 20Gbps 下行链路和 10Gbps 上行链路。这不是您在 5G 上体验到的速度（除非您有专用连接）——这是小区内所有用户共享的速度。即便如此，它也是代表 5G 标准上限的理论最大值。
- 真实世界的 5G 速度：虽然峰值数据速率听起来令人印象深刻，但实际速度会低得多，并且会因许多因素而有很大差异，包括信号传输的频谱以及您与最近的信号塔的距离。典型的 5G 速度范围从 50Mbps 到超过 3Gbps 的下载速度。最近的报告将全国范围内的下载速度中值定在 100Mbps 到 200Mbps 之间。
- 延迟：延迟是指在开始传输数据之前建立网络连接所花费的时间。这对冲浪和游戏等活动产生了重大影响，在这些活动中，定期来回发送的数据量较小。在理想情况下，延迟应低于 4 毫秒 (ms)，但越低越好。最好的有线光纤网络可以提供 1 毫秒到 2 毫秒的延迟。
- 效率：?无线电接口在使用时应该是节能的，在不使用时降到低能耗模式。理想情况下，无线电应该能够在不使用时在 10 毫秒内切换到低能量状态。
- 频谱效率：?频谱效率是“频谱或带宽的优化使用，以便可以以最少的传输错误传输最大量的数据。”?例如，5G 应该提高 LTE 在 30 位/赫兹下行链路和 15 位/赫兹上行链路的频谱效率。
- 移动性：?对于 5G，基站应支持从 0 到 310 英里/小时的移动。这意味着尽管天线移动，基站仍应运行。与毫米波频谱相比，低频段和中频段5G 频率在处理这个问题上要好得多。但是，这不太可能成为实际问题，因为一旦开始以更快的速度移动，您就更有可能离开毫米波覆盖范围。
- 连接密度：?5G 可以支持比 4G/LTE 更多的连接设备。该标准规定，5G 应能够支持每平方公里 100 万个连接设备。这个巨大的数字考虑到了将为物联网 (IoT) 提供动力的大量连接设备。连接那么多设备会获得什么样的性能是另一回事，但这正是毫米波提供显着优势的地方。
在现实世界中，实际 5G 速度差异很大。最终，中频网络将能够通过载波聚合等技术提供每秒数千兆比特 (Gbps) 的速度，但目前，如果您使用中频/C-频段网络和低频段 5G 服务的 100Mbps 以下。在理想条件下，这些数字可能会更高——我们已经在 C 波段频率上测量了千兆位速度，但这远非典型。通常，您需要相对独立地靠近毫米波收发器才能获得这种速度。请记住，您还与使用同一塔的其他人共享任何可用带宽，因此您的性能会在繁忙地区一天中的高峰时段下降。
如果您使用的是低频段 5G，您可能会发现您的连接速度并不比 4G/LTE 快。在某些情况下，它甚至可能更慢。这主要是由于 4G/LTE 流量仍在使用这些频率。早期的低频段 5G 部署使用称为动态频谱共享 (DSS) 的技术“搭载”到 4G/LTE 塔上。这允许 5G 和 4G/LTE 流量在同一电波中共存，但由于 DSS 是 5G 功能，因此 5G 流量必须为 4G/LTE 信号腾出空间。好消息是，随着越来越多的人转向 5G 智能手机，低频段 5G 性能将会提高，而且需要应对的 4G/LTE 流量也会减少。
5G UW 对比?5G UC 对比?5GE
由于中频 5G 的性能比低频 5G 频率好得多，因此每个运营商都在努力推广这些增强型 5G 服务，并在您的手机上使用独特的品牌名称和特殊的状态栏图标。这让客户知道他们什么时候使用最好的 5G，同时也让他们从竞争对手中脱颖而出。
AT&T 实际上是第一个推出特殊 5G 品牌的，但不幸的是，最初的尝试只是把水搅浑了，因为它甚至不能代表真正的 5G 网络。AT&T所谓的 5G Evolution (5GE) 网络只不过是一种营销噱头；该运营商重新命名了其新升级的4G/LTE Advanced网络，声称这是“向 5G 演进”的第一步。实际上，它是 Verizon 和 T-Mobile 已经提供的相同 4G/LTE 网络技术，被错误地贴上标签，让人们认为 AT&T 在推出 5G 方面先发制人。
总结
5G 使用的无线电波与我们已经生活了几十年的无线电波没有本质区别，而且几乎所有无线电波都运行在长期用于 2G、3G、4G 甚至电视广播、天气的相同频率上雷达和飞机通信。甚至更高频率的毫米波信号也共享长期用于微波塔、卫星通信、机场安全扫描仪以及气象和军用雷达系统的频谱，而毫米波的运行功率水平远低于任何其他设备。
