Author: Teng

「5G」可说是2020年最火热的话题之一，从华为被美国封杀、5G手机芯片的推出、各国打造5G城市等，看来，在移动通信网路经过近40年的发展后，声称拥有更快速度、更广泛覆盖，并可解决拥塞和延迟问题的5G网路即将到来。 毫无疑问，5G将彻底改变我们使用手机的方式。但有人会问，现在4G也用的好好的，上网、追剧、直播都很给力，换成5G手机真的值得吗?就让我们来看看5G技术究竟和4G有什么不同？是否真的像人们说的那样好呢？ 5G小常识 谈5G之前，我们先来了解何谓5G吧！当今的「无线通信」（Wireless Communication），即是利用电磁波来进行各种信息交换。不同频率的电磁波，又决定了不同的特性及应用，频率愈高，波长愈短，指向性较强，容易因穿透障碍物而耗能，传输距离因而变短。以目前主流的4G LTE来看，常用的频段多集中于450MHz～3800MHz区间，但此区间已开始拥塞，我们转向高频区，使用30GHz～300GHz的毫米波频段，这就是我们将要使用的5G！ 速度 大家总是在说5G很快，但到底有多快呢？4G的峰值速度约为0.1-1Gbps，而5G则可达到1-10Gps左右；想象一下，若4G是原本单向双线道的高速公路，则5G就如同将其升级成200条，即便在连假期间，也能让返乡车潮同时涌入，不但能保持高速行驶，更不需踩煞车，方向盘一转便能随时下交流道，完全不用担心堵车。 CTIA表示，现在的4G LTE网路提供平均10-20 Mb / s的连线速度，同样下载一部电影，使用4G网路，在理想状态下得花6分钟，但5G仅需3.6秒，而由于不同技术、覆盖范围的地理差异，这个数据也许会有落差，但绝对会快的让你有感！ 延迟 但速度并非5G最大的优势，因为4G的速度已经算是不错了，5G最大的亮点便是- “低延迟”：                 「拥有超快速度，却不会因为讯号来回而变慢！」 延迟是指数据从你的设备上传至目标所需的时间，这点对于将来发展远距手术、自动驾驶，甚至是VR 直播都至关重要。「低延迟」是这些功能可顺利运作的要件，因为响应时间会影响到结果，以自动驾驶为例，当路面任何状况上传至云端时，必须能进行快速的决策，实施触发煞车或避开障碍物的反应。 4G网络的平均延迟约为50毫秒。采用了5G技术，这一数值可能会降至1毫秒。这么说吧！大脑需要至少10毫秒的时间才能处理肉眼所看到的图像。低延迟对于机器或汽车中的实时反应至关重要，它还可能使云游戏成为可能。就目前的5G技术而言，其平均延迟约在10毫秒左右，想要更快，还有许多挑战需要克服，但绝对值得期待！ 覆盖率 5G网路听起来似乎相当美好，但在现实中，想要广泛推行，尚有很长的一段路要走，如果现在的主流4G网络，其全球普及至今已花了数年的时间，甚至仍有许多农村地区还在依赖3G网络。即便在有4G网络覆盖的地方，网速也落差很大。因此可以预计，5G网络需要一段时间才能普及，更需要运营商、设备商和政府的协同努力。 基本上，5G网路的铺设将以6GHz以下（Sub-6GHz）及毫米波（mmWave）为主，由于5G高频毫米波速度虽快，但容易被干扰，需要架设更多的基地台；反之，较低频段的Sub-6GHz虽速度没那么快，但其射程更佳，且不容易被阻挡。而当前的4G技术仍将继续发展，成为6GHz以下互补技术，甚至可能会适度改建部份4G基地台，强化系统讯号切换。 而由于5G高频毫米波容易被干扰，如何达到一定的覆盖率正是各家业者欲努力的方向。目前采用的方式有以下几种： 1.架设更多微型基地台（small cell） 频段较低的4G是采用一个大型基地台（Macro Cell）即可覆盖2～40公里的范围，5G则必须采用多个微型基地台（Small Cell）才能覆盖相同的区域 2.massive MIMO技术 MIMO指的是「多进多出」（Multiple-InputMultiple-Output），即多根天线发送，多根天线接收，使数据传输的速度变得更快。因采用高频波段，波长变得更短，天线也就能做成毫米级，可将更多的天线塞入手机终端及微型基地台里，让既有的MIMO强化为Massive MIMO，速度更快！ 3.波束成形 透过「天线数组」定向发送和接收信号的技术，其透过在特定方向上发射或接收信号的叠加，将原本全向覆盖转换为精准的指向性传输，不仅延长了传送距离，也大幅减少信号的干扰。 但新设备的成本昂贵，5G网路的架设可能会是4G的3倍，这对于5G网络的建设来说，可说是任重而道远，可能需要数年时间才能完成。 5G和4G的未来 5G虽讨论度高，但其未来情况仍尚未明朗！虽然有许多如VR直播、车联网、无人机、远距医疗、智慧城市等场景，可能都会因5G而蓬勃发展，但仍有许多不确定因素，如各国的频谱分配仍悬而未决，电信运营商必须冒险先下重本来投入基地台的架设；此外，我们更需要购买能支持5G的设备，别忘了！更快的传输速度也代表着更大功率的消耗，新手机或设备的电池寿命实在令人堪忧！这些都是5G网路要发展，首先要面临到的问题！ 不管如何，时代在进步，科技更是日新月异，路是人走出来的，就让我们静观其变，期待5G时代的来临吧！ 若对于今天的内容有任何疑问，欢迎随时与我们联系！

年关将近，是否想买一台新手机来慰劳自己呢？但在挑选手机时，却发现自己被5G和LTE两个字眼搞的一头雾水，根本不知从何选起，其实这两者都是与移动网路有关，5G是指（5th Generation Mobile Networks）第五代移动通讯网路的意思；而我们当前使用的4G，使用的正是LTE技术。当然，最新一代的5G网路比4G LTE快上许多，更有着许多优势，但这并不表示4G将被完全被5G取代，4G和5G皆有其存在的价值，就让我们在这里为你做一个详细的介绍吧！   5G和LTE： LTE是什么？ 先从4G这个词开始介绍，所谓4G就是单纯指第四代移动通信技术而已，而过去的3G、2G也是如此，科技不停在演进，所用的系统及通信技术、制订标准都有所不同，LTE（Long Term Evolution）其实就如同过去GSM/EDGE 和UMTS/HSPA一样，是属于网路传输技术的一种。严格来说，LTE并非属于真正的4G技术（俗称3.9G），仅能算是属于3G迈向4G时代前的过度期，严谨来看，技术要达到LTE-A才有符合国际电信联盟无线电通信部门（ITU-R）对于4G的要求，对其演进，今天就不多做论述了，先统称LTE和LTE-A为4G吧！   5G移动网路 无线通信发展到了第五代，究竟发生了何种变化呢？其实最主要便是手机的使用频段有了变化。还记得近代物理吗？光速＝波长X频率。我们便是利用电磁波来传输资料的，不同频率的电磁波，又决定了不同的特性及应用，频率愈高，波长愈短；反之，频率越低，波长越长。从最低频的的电话电报，到越来越高频的无线电、无线电视、雷达、卫星通讯、无线通讯、光纤通讯，人类开始掌握了越来越多不同频段其资料传输的技术。以目前主流的4G LTE来看，常用的频段多集中于450MHz～3800MHz区间，但此区间已开始拥塞，我们转而开发高频区段的传输技术，使用30GHz～300GHz的毫米波频段，这就是5G移动网路！   5G相对4G LTE有什么优势呢? 有人会说，现在4G已经很够用了啊！听歌、上网、直播、追剧，那5G究竟有何优势呢？最主要的优势便是高速、低延迟及广连接。        1. 高速 5G拥有更快的传输速度，主要是因为5G有更多频段可用，以及更先进的无线传输技术，理论上可达1Gbps至10Gbps的下载速度，用户将因此获得绝佳的使用体验与感受，不论是进行炫酷的VR娱乐或是几秒内便能下载一部高清电影。现在的4G LTE网路提供平均10-20 Mb / s的连线速度，同样下载一部电影，使用4G网路，在理想状态下得花6分钟，但5G仅需3.6秒，厉害吧！       2. 低延迟 延迟是指数据从你的设备上传至目标所需的时间。 4G网络的平均延迟约为50毫秒。采用了5G技术，这一数值可能会降至1毫秒。如要实现无人驾驶，需要车辆像人一样具有「环境感知、分析决策、行动控制」这三个功能。而每项功能都需要分解到每一个微小环节，达到极致安全和可靠的地步，这时，便需要瞬间便将信息送至，好使车辆做出适当反应；而在工业自动化上，每一个操作，如要做到极致精密化，也需要极短的延迟，机器才能做出最及时地反应。 可以说，低延迟正是5G最让人振奋精神的地方，正是它，让许多幻想中的未来场景成为可能！        3. 广连接 物联网的终极目标便是万物互联。但目前的物联网发展得并不透彻，其症结之一就是无线网络频宽和延时不达标。利用各种终端装置，经由嵌入式感测器和API等装置，透过5G网络所形成的信息连接与交换网络来达成这一目标。如基础设施物联：路灯、水表、垃圾桶等基础设施会被5G网络给连接起来，城市管理者可以精确地知道哪一盏路灯坏了，哪一段水管漏水了，哪一个垃圾桶满了，这对城市的管理效率及人们的生活便利可是意义相当重大的。 5G的广连接性将造就梦想中的智能城市！   5G的覆盖率 如上所述，5G网路将使用高频段（毫米波，mmWave）的电磁波来进行传输，但其速度虽快，却容易被干扰，不同于4G LTE，5G需要架设更多的基地台，才能有相同的覆盖范围。其解决方案除了采用多个微型基地台（Small Cell），同时更使用massive MIMO技术，可将更多的天线塞入手机终端及微型基地台里，大大提升传输速度。另有波束成形技术，透过在特定方向上发射或接收信号的叠加，将原本全向覆盖转换为精准的指向性传输，不仅延长了传送距离，也大幅减少信号的干扰。除了高频波段，同时还会采用6GHz以下（Sub-6GHz）的频段配合4G技术，使网路覆盖更全面且稳定。   4G时代要终结了吗？ 其实还不用担心，5G仅仅只是开始，真正想要5G四处开花，可能还需要等一段时间，毕竟，架设基地台的成本过高，即便是试运行，也会从大城市开始，更何况，目前市场上也没有推出很多可支援5G的手机或是其它终端设备，顺带一提，就连苹果都可能会到2020年才会推出第一款可支援5G的iPhone。 而且，4G并未因5G出现而停止发展，除了最高网速可达到1Gbps4G…