就在上週，上海虹橋火車站啟動了5G網絡的建設，並預計在2019年年底前完成火車站內的網絡深度覆蓋。據悉這是全世界第一個“5G火車站”的建設項目。這兩年“5G”是一個代表著新科技的關於網絡通信技術的“熱詞”。那麼“5G”兩個字到底代表著什麼含義呢？和目前的網絡區別有多大呢？在未來可能會對我們平常百姓帶來哪些便利以及意義在哪裡呢？讓我們一起來了解學習一下吧。
“5G”全稱是“第五代移動蜂窩網絡通信（技術）”（5th Generation ），是我們目前手機等無線設備使用的移動網絡“4G”的升級。應用該技術的網絡可以實現更高的數據傳輸速率、更低的延時、更加節能、更大的系統吞吐量、更多（大規模）的設備間的互連。5G的峰值理論速度據說可以達到（甚至超過）10Gbps，也就是說下載一部超高清（1080p）的電影理論上只需一兩秒鐘。為何5G網絡和其前幾代網絡一樣都被稱為“蜂窩網絡”呢？在移動通信網絡中，每一個收發信號傳輸數據的天線其覆蓋的區域面積從地理上來說是一個正六邊形，而一個個這樣的六邊形密集地連成一片是不是很像蜂窩呢？是不是也有點像我們小時候玩過的跳棋的棋盤。於是每一個正六邊形被形容為一個“蜂窩單元”。處於同一蜂窩單元內的設備通過本單元內的天線和低功率自動收發機進行通信。這些天線則通過高帶寬的光纖網絡或者無線回程網絡連接到電信網和因特網。當手持無線設備的用戶從一個蜂窩網絡走入另一個後，無線設備會自動無縫地從當前網絡切換連接到另外一個蜂窩網絡。5G網絡的速度不但比4G高了數百倍（4G為100Mbps，即0.1Gbps），而且時延（指響應時間）更短—據說小於1毫秒，而4G網絡下的時延差不多是30-70毫秒。這樣的快速使得其能替代當前我們家裡的有線寬帶網絡，能擔負起家庭辦公等任務。
和前幾代蜂窩網絡不同，5G網絡會使用到全新的兩個頻段進行通信，分別是低頻（小於6G赫茲）和高頻（大於24G赫茲）。在高頻頻段使用的是毫米波，這也是移動蜂窩網絡第一次使用毫米波（前幾代的蜂窩網絡用的都是小於3G赫茲的微波頻段）。毫米波的波長範圍更小，為1-10mm。這一特性導致單個蜂窩單元覆蓋的區域面積更小，可能只能覆蓋一小片街區。由此可見，為了覆蓋同等面積區域，5G網絡中的“蜂窩單元”的數量會更多，這也將導致部署的成本更加高昂。5G網絡的部署很可能暫時只會限定在用戶廣泛的市區範圍，這樣能更快地收回部署成本。至於未來那些偏遠的郊區會否部署目前似乎還不確定。毫米波的“穿牆”能力也很有限，一個蜂窩單元內需要部署多組天線。當然單個天線的體積小於其“前輩”們。根據這一特性，未來5G網絡的天線應該是安裝在建築物內或者裝在馬路邊的電線杆上，而不是目前我們看到的露天的蜂窩塔。
為了實現“超高速率”，5G網絡用到的另一項關鍵技術是“大規模多路輸入輸出”技術（massive MIMO）。每個蜂窩單元裡會有多組用於和無線設備通信的天線（據說可多達數百個天線），每個天線使用獨立的頻道，受到單獨的控制（這樣的天線可以被集成到收發組件中）。天線被組織成相位陣列同時向無線設備發送毫米波，傳輸多組比特流數據。再通過波速賦型技術，使得被髮射出的無線電波能以最優線路找到並連接無線設備。“大規模多路輸入輸出”技術增加了區域的吞吐量和容量密度。
據悉，目前5G網絡正在一些國家試點部署中，主導建設5G網絡的企業包括：高通、華為、英特爾，諾基亞、愛立信、中興、思科、三星，其中前三家企業負責調製技術，後四家則負責基礎設施的建設。這裡顯然的一個亮點是，華為和中興也在其列。這是令國人驕傲的。預計2020年5G網絡會在商業領域推廣開。實際上在2018年韓國（KT電信）就率先建立了世界上第一個5G網絡作為試用。而卡塔爾電信公司Ooredoo則在同年在多哈推出了世界上第一個商用的5G網絡。看來亞洲在這方面走在了前面。
5G網絡的高速、低延時等特性勢必會帶來或進一步推動一些新的應用，例如虛擬現實、增強現實、無人駕駛、邊緣計算、實時翻譯以及對速度響應有高要求的系統（例如某些物聯網及工業自動化）。5G網絡在未來對我們普通大眾的日常生活工作可能會帶來哪些直接的影響呢？當然不僅僅是下載電影更快這一點了。有觀點認為，以現在我們開車來說，假設人均一天開車的時間是2小時，那就意味著一天中剩餘的22小時裡車是沒有派到用處的。而我們購買的汽車保險是一年一買的，即一年（八千多小時）的時間裡該保險合同時刻都有效，但事實上在每天的22小時裡（即超過90%的情況下），我們是不需要這個合同的。在未來有了5G網絡，這個情況是有可能得到顛覆性的改變的，未來的汽車保險是可以“按需簽訂/購買”的，即只有當我們在開車的時候保險才有效，而一旦車處於“擱著閒置”的狀態時保險就停止生效。至於如何判斷車是否“正在被使用”，這對於處於5G網絡內的車來說應該是很容易做到的。毫無疑問，這樣的判斷是高速、低時延的。當然我覺得這個改變還是非常“有待時日”的，畢竟車是可以開到東南西北任何地方的。尤其在偏遠的地方，5G網絡的覆蓋還是一個未知數。
再比如，有媒體表示，對於使用移動終端辦公的跨國企業，如果未來在5G網絡中的這些移動終端開啟了邊緣計算，那麼通過實時翻譯系統可以使任何身在不同國家、語言互不相通的同事們溝通起來就像同身邊的當地人說話一樣了。這個好處還不僅僅是消除了語言溝通障礙，更可以使得企業對人員的組織管理不再以“區域”為（首要）原則，而是完全可以根據員工所具有的技能來組織劃分，例如具有同種技能的、在不同國家的同事分在一個工作組或負責一個項目，這會進一步提高工作效率。
未來的成熟的“5G網絡”到底會給我們嚐到哪些“甜頭”呢？就讓我們拭目以待吧！
