除非您一直生活在岩石下，否则您现在应该听说过 5G 这个词。您可能在新闻中看到过，一些阴谋论者认为它正在传播 COVID-19，或者您可能在以下背景下听说过它：苹果新款 iPhone 12 系列具备 5G 功能。苹果确实在 5G 上大做文章，但为什么呢？每个人都对更快的下载感到满意，但 5G 的意义远不止于此。
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简而言之，5G 是下一代手机互联网和语音技术。随着技术的发展，每隔几年就需要一个新的标准。推动这一需求的主要压力是对高速数据的需求不断增加以及连接设备数量的迅速增加。 5G 有望满足这两个需求：更快的连接、更好的视频通信和更多连接的设备，包括汽车、恒温器等。
5G 与 4G：第一步
5G 不是一个缩写词，而是一个技术标准的名称——一种技术条约。该标准确定了该技术将利用无线电带宽的哪一部分，并就该技术必须如何工作以使网络能够相互通信做出重要决定。
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5G的首要承诺是速度，但到底快多少呢？汤姆指南做了一个简单的速度比较我们对 4G 和 5G 网络进行了比较，结果发现，撇开广告夸张因素不谈，Sprint、AT&T 和 T-Mobile 5G 网络上的数据下载速度大约是 4G 网络的两倍（每秒约 70 兆比特，而每秒约 35 Mbps）。 Verizon 的 5G 网络表现要好得多，平均传输速度几乎是 4G 的十四倍。
因此，5G 已经实现了速度提升，但这些是当前技术的平均传输速度。真正的好处不能通过如此简单的比较来捕捉。尽管所有 5G 都应该比 4G 快，但快多少会因您所在的位置而有很大差异。部分原因是 5G 极大地扩展了设备可用于通信的射频范围。为了让消费者充分利用这一点并避免沮丧，我们需要了解一些扩大的无线电范围意味着什么。
5G 速度：低、中、有时甚至是高频段
所有手机都使用无线电波进行通信，就像 FM 收音机和本地 Wi-Fi 一样。调频广播在频谱的低端进行广播，然后是手机、Wi-Fi，然后是卫星电视。较高的频率可以承载更多的数据，从而提供更高的速度，但距离较短，并且更难穿透墙壁或其他覆盖物。例如，卫星电视在10 GHz 范围，并且它可以非常快速地传输大量数据（数百个电视频道），但广播无法穿透您家的墙壁，因此您必须在墙壁外安装碟形天线。 Wi-Fi 的频谱较低，可以更好地穿墙，并且传输的数据较少。 3G 和 4G 手机通常在下行传输800–2,300 MHz 范围取决于他们的运营商网络。在这个范围内，建筑物和墙壁并不是一个大的障碍。
5G 设备可以使用从 600 MHz 一直到 39 GHz 的频率进行通信——总范围大幅增加！尽管这个范围很大，但没有设备能够同时使用整个范围。相反，他们使用该地区可用的任何频段：根据该地区的法律要求和运营商的技术实施。为了简单起见，5G分为三个范围，称为高、中、低。
低频段 5G，在 iPhone 12 或更高版本上通过简单的指示5G符号右上角，其工作范围与旧的手机服务标准相同。低频段的主要优点是它可以在距蜂窝塔最远的距离进行通信，这意味着它可以在农村地区提供基本水平的覆盖。在这些地区，低频段 5G 仍然可能比现有的 3G 或 4G 更好，因为新标准需要升级的传输技术。截至 2020 年 12 月撰写本文时，低频段 5G 已在许多城市推出。
苹果用 5G+ 符号表示中频段 5G，其覆盖范围距离手机信号塔只有几英里，这意味着它将在城镇中提供。 Venturebeats 报告称，中端 5G 的下载速度根据您居住的地点的不同从 100 Mbps 到 900 Mbps 不等。该中频段与 Wi-Fi 使用的无线电频谱的部分大致相同。
Apple 承诺的 4 Gbps 极高下载速度只有在使用高频段 5G 时才能实现，并且只有在最佳环境下才能实现。想象一下可以清晰看到天空的卫星天线。高频段 5G 的覆盖范围也非常短，电波距离手机信号塔不到一英里。由于距离如此之短，而且建筑物的干扰如此之强，高频段 5G 信号塔只可能建在体育场馆和会议中心等地方附近。即使在存在高频段 5G 的地方，信号强度也会根据您站在建筑物中的位置而变化。也就是说，它的速度快得令人难以置信，现实世界的测试证实它可以达到与家庭宽带相当的速度。
随着运营商推出新的铁塔，5G 的质量将会提高。就目前情况而言，即使在农村地区，目前它也可能（但不能保证）比 4G 更快，因此一旦 5G 可用，升级就值得了。
5G 可用吗？
尽管 5G 低频段使用与 3G 和 4G 相同的频率，但现有的蜂窝塔必须升级或更换才能支持 5G。将用于现有蜂窝信号的复杂天线替换为提供 5G 连接的天线是每个蜂窝运营商必须完成的一项艰巨任务。正如您所期望的，低频段首先出现，因为它的范围最长，因此需要最少的工作量来展开。事实上，它已经在世界各地的许多城市推出。不同低、中、高频段 5G 的拼凑必须由每个蜂窝运营商服务单独实施。您需要检查运营商的网站，了解您所在地区是否可以使用 5G；如果您正在考虑更换运营商，请比较他们的覆盖范围。
5G安全吗？
科学家们达成了强烈共识：5G是安全的。 5G 使用频率的无线电波对生物体唯一已知的影响是温暖。在非常高的强度下，这些无线电波可以让你感觉更温暖。但 5G 蜂窝塔和 5G 手机经过监管和设计，使其远低于可能导致任何问题的水平。一些医生和工程师担心长期接触可能会产生我们尚未发现的其他后果。共识意见并不同意这些担忧，因为没有已知的机制可以使无线电波产生健康问题，而暴露于其他类似的无线电频率（例如 Wi-Fi）也不会产生健康问题。再次强调，5G 及相关无线电技术是安全的，这是强烈共识。
智能未来：新的数字前沿
随着时间的推移，5G 将解决我们对高清视频内容的无尽渴望。但是，这只是推动新标准需求的一部分。另一部分是称为物联网的新领域。
您可能听说过智能灯泡和插座，它们连接到您的 Wi-Fi，并且可以通过您的 iPhone 打开或关闭。您还会发现可以用 iPhone 打开的智能锁、可以在牛奶变质时告诉您的智能冰箱，以及可以自动驾驶的新型智能汽车。这些都是物联网的组成部分，但它们连接互联网的方式受到严格限制，因为它们使用的技术必须与当前的 Wi-Fi 或 4G 蜂窝标准接口。 5G 旨在允许 5G 蜂窝芯片直接进入智能设备，从而使它们无需 Wi-Fi 路由器即可直接访问互联网。但更重要的是，5G 允许设备直接相互通信，绕过网络需要蜂窝塔或基站。
当您考虑智能设备的可能性时，事情开始变得有趣。自动驾驶汽车可以直接与共享道路上的其他汽车进行通信，包括红绿灯、里程标记，甚至是您的智能婴儿车。想象一下，自主装配设备可以直接在整个工厂进行通信，而无需集中中心。或者想象一下自主无人机一起寻找失踪人员、监视野火或运送包裹。
展望 5G 的未来，当前一代的智能家居看起来就像婴儿版，只能使用本地 Wi-Fi，无法离开家。有了5G，智能家居变成了智能世界。很难预测会出现哪些类型的 5G 产品、5G 智能设备将颠覆哪些市场，或者它们将如何改变我们做事的方式，就像很难预测未来的信号强度一样。但我很乐意做出的一个预测是，它将会变得疯狂。
顶部图片来源：阳光工作室/Shutterstock.com
