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5G速度真相,你的5G套餐花的值嗎?

2020-05-21 09:00 電子工程世界

導(dǎo)讀:我們將講述不同的5G速度,以及如何檢查你是否真正得到了它們。5G有多快?這就是我們?cè)谶@里要回答的問(wèn)題。但像往常一樣,對(duì)于這樣一個(gè)寬泛的問(wèn)題,有很多需要注意的地方。如果沒(méi)有進(jìn)一步的限制,就不可能給出5G網(wǎng)絡(luò)的速度。原因有幾個(gè),但主要是5G的類型不同。

我們將講述不同的5G速度,以及如何檢查你是否真正得到了它們。5G有多快?這就是我們?cè)谶@里要回答的問(wèn)題。但像往常一樣,對(duì)于這樣一個(gè)寬泛的問(wèn)題,有很多需要注意的地方。如果沒(méi)有進(jìn)一步的限制,就不可能給出5G網(wǎng)絡(luò)的速度。原因有幾個(gè),但主要是5G的類型不同。

我們將講述不同的5G速度,以及如何檢查你是否真正得到了它們。

5G有多快?這就是我們?cè)谶@里要回答的問(wèn)題。但像往常一樣,對(duì)于這樣一個(gè)寬泛的問(wèn)題,有很多需要注意的地方。如果沒(méi)有進(jìn)一步的限制,就不可能給出5G網(wǎng)絡(luò)的速度。原因有幾個(gè),但主要是5G的類型不同。

毫無(wú)疑問(wèn),關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)的速度到底能有多快,人們?nèi)匀淮嬖诶Щ?。這是因?yàn)楹芏嗑W(wǎng)絡(luò)會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)展,并且會(huì)變得更快,所以我們現(xiàn)在在5G上看到的速度并不能反映出我們?cè)趲啄旰髸?huì)達(dá)到什么水平。

當(dāng)然,目前不同的網(wǎng)絡(luò)之間也存在差異——例如,美國(guó)正在使用更快的mmWave技術(shù),但并非所有地方都在使用。然而,在歐洲,這種技術(shù)還沒(méi)有出現(xiàn),所以在建筑物密集地區(qū)的峰值網(wǎng)速比在美國(guó)的mmWave地區(qū)要低得多。

在我們的5G技術(shù)解釋中,我們概述了四種類型,在這篇文章中,我們將更深入地探究這些5G速度背后的真相——術(shù)語(yǔ)的含義、理論和現(xiàn)實(shí)世界的速度,以及揭示你獲得的5G速度的最佳應(yīng)用和服務(wù)。

其實(shí)5G也分類型

5G有四種重要類型,從所謂的標(biāo)準(zhǔn)5G到工業(yè)5G。下表列出了主要類別。

每種類型的速度取決于當(dāng)前的技術(shù)以及數(shù)據(jù)和信號(hào)的使用方式。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的部署也各不相同,例如,mmWave網(wǎng)絡(luò)——有時(shí)被稱為5G +,它在英國(guó)和歐洲還沒(méi)有。

關(guān)鍵問(wèn)題在于,網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有直接談?wù)撍麄兪褂玫氖悄姆N5G——主要是為了混淆他們還沒(méi)有推出更快的5G服務(wù)的這一事實(shí)(有些人甚至假裝他們提供的是5G級(jí)別的服務(wù),而實(shí)際上他們并沒(méi)有)。在比較服務(wù)時(shí),所有這些都可能成為一個(gè)問(wèn)題,即使我們還沒(méi)有達(dá)到5G速度能否讓你繼續(xù)使用網(wǎng)絡(luò)的階段。

所以,要避免的第一類事情——掛羊頭賣狗肉,即低于標(biāo)準(zhǔn)的5G服務(wù),實(shí)際上根本就不是5G。這是美國(guó)目前某些服務(wù)的問(wèn)題,但在英國(guó)還不存在。

多快的速度才稱得上5G

對(duì)于移動(dòng)技術(shù)的每次迭代,標(biāo)準(zhǔn)都是由3GPP制定,這是為了確保該技術(shù)達(dá)到一定的基準(zhǔn),以保護(hù)消費(fèi)者,并規(guī)范該技術(shù)的部署和使用方式。

3GPP是移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)組織,最初是在20世紀(jì)90年代初為3G組建的。它結(jié)合了來(lái)自關(guān)鍵地區(qū)(如歐洲)和地區(qū)(如韓國(guó)、日本和中國(guó))的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。

其它關(guān)鍵合作伙伴是將對(duì)電信標(biāo)準(zhǔn)感興趣的其它組織聯(lián)系在一起的組織。其中包括將移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合在一起的行業(yè)組織GSMA,以及旨在促進(jìn)Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)之間互操作性的無(wú)線寬帶聯(lián)盟(Wireless Broadband Alliance)。

在5G標(biāo)準(zhǔn)內(nèi),具有5G網(wǎng)絡(luò)”的運(yùn)營(yíng)商必須達(dá)到其最低速度,該標(biāo)準(zhǔn)已被設(shè)置為每個(gè)移動(dòng)基站的下行速度為20Gbps,上行速度為10Gbps。

這才是關(guān)鍵,這是網(wǎng)絡(luò)上單個(gè)單元所能達(dá)到的最低下載和上傳速度。這不是消費(fèi)者將在他們的設(shè)備上看到或應(yīng)該期望的最低速度。簡(jiǎn)而言之,這是網(wǎng)絡(luò)要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn),而不是消費(fèi)者或企業(yè)要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。

理論上,如果你通過(guò)固定線路直接連接到一個(gè)微基站(cell),而不與任何其他用戶共享這個(gè)連接,你可以達(dá)到這些速度。這樣的速度已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室條件下達(dá)到。事實(shí)上,實(shí)驗(yàn)室測(cè)試已經(jīng)達(dá)到了驚人的1Tbps的速度。

當(dāng)然,在現(xiàn)實(shí)世界中,我們被數(shù)十億個(gè)連接的設(shè)備包圍著,所有這些設(shè)備都在同時(shí)接收和發(fā)送信號(hào),這些最大速度是無(wú)法達(dá)到的。

而現(xiàn)實(shí)情況是,這20Gbps將在每一個(gè)連接到這個(gè)基站的設(shè)備之間進(jìn)行分配。此外,5G基站還必須能夠支持每平方公里至少100萬(wàn)部聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,因此這些速度很可能會(huì)大大分散。

因此,5G規(guī)范要求每個(gè)用戶的下載速度為100Mbps和50Mbps的上傳速度。這接近于在LTE網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)的速度,盡管在LTE網(wǎng)絡(luò)上這種速度很少見(jiàn),但在5G網(wǎng)絡(luò)上可能會(huì)成為標(biāo)準(zhǔn)。

我們已經(jīng)看到手機(jī)的速度達(dá)到了近1Gbps,但那是在沃達(dá)豐英國(guó)總部的現(xiàn)場(chǎng)。許多mmWave網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際速度讀數(shù)往往超過(guò)500Mbps,而來(lái)自美國(guó)較低頻段的速度讀數(shù)(來(lái)自T-Mobile和AT&T)似乎在200Mbps左右。這仍然比我們預(yù)期的要好。

你會(huì)發(fā)現(xiàn),你目前在4G LTE上獲得的最快速度實(shí)際上將成為常態(tài)。性能將全面提高。

為了測(cè)試高速行駛車輛的性能,三星去年夏天在韓國(guó)國(guó)際賽車場(chǎng)部署了5G網(wǎng)絡(luò),這項(xiàng)試驗(yàn)是為了證明高速行駛時(shí),5G mmWave的性能是穩(wěn)定且無(wú)縫的。三星認(rèn)為,賽車將成為未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)應(yīng)用案例,大量數(shù)據(jù)將通過(guò)無(wú)線電路傳輸。

當(dāng)然,像4G一樣,影響5G網(wǎng)絡(luò)的外部因素總是存在的。包括你離基站的距離,你是在步行還是在移動(dòng)的車輛或火車上,你使用設(shè)備的類型以及你的網(wǎng)絡(luò)提供商等。

現(xiàn)實(shí)世界的5G速度已經(jīng)存在巨大差異,即使技術(shù)已經(jīng)成熟。以下標(biāo)準(zhǔn)可作為指導(dǎo):

4G連接通常會(huì)在20Mbps左右達(dá)到峰值,不過(guò)更穩(wěn)定的速度是10Mbps在5G - /4G LTE高級(jí)網(wǎng)絡(luò)上,網(wǎng)速平均約為60Mbps標(biāo)準(zhǔn)5G (sub-6)在真實(shí)場(chǎng)景下的傳輸速度一直保持在100Mbps——來(lái)自美國(guó)的一些數(shù)據(jù)顯示,這一速度約為22Mbps。5G + (mmWave)進(jìn)一步推動(dòng)了這一趨勢(shì),真實(shí)世界的測(cè)試顯示平均網(wǎng)速在300Mbps到1Gbps之間,有些甚至達(dá)到了兩倍于此的最大值。

此外,提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量可以從三方面著手實(shí)現(xiàn),即提升通信帶寬,提高小區(qū)密度以及提高頻譜效率。相應(yīng)地,可以通過(guò)如下技術(shù)實(shí)現(xiàn):毫米波通信、Small cell以及大規(guī)模MIMO技術(shù)。

1. 提升通信帶寬-代表技術(shù)毫米波

當(dāng)前無(wú)線通信使用的大多是6 GHz以下頻段,然而隨著用戶數(shù)和智能設(shè)備數(shù)量的增加,有限的頻譜帶寬需要服務(wù)更多的終端,導(dǎo)致每個(gè)終端的服務(wù)質(zhì)量嚴(yán)重下降。為了解決頻譜資源有限的問(wèn)題,一個(gè)可行的方法便是開(kāi)發(fā)新的通信頻段,拓展通信帶寬。正因如此,目前有很多運(yùn)營(yíng)商或者設(shè)備供應(yīng)商在開(kāi)展毫米波頻段通信的測(cè)試。

毫米波頻段是指30-300 GHz的頻段(如上圖所示),相對(duì)比原來(lái)的6 GHz以下頻段,是個(gè)非常豐富的頻段資源,在這個(gè)頻段上無(wú)線電波的波長(zhǎng)在1-10 mm之間。由于毫米波波長(zhǎng)較短,在實(shí)際通信中傳輸損耗特別嚴(yán)重,空氣中的水蒸氣等都會(huì)導(dǎo)致其產(chǎn)生嚴(yán)重的衰落,并且以直射波的形式傳輸,是一種典型的視距傳輸方式,穿透能力極差,墻體、樹(shù)葉等都會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的阻斷,所以目前毫米波多用在基站與基站之間、雷達(dá)、衛(wèi)星等的傳輸上(基站架設(shè)在高出,彼此之間通常沒(méi)有建筑物的阻擋)。

因毫米波頻段具有高衰落特性,所以可以與大規(guī)模MIMO技術(shù)結(jié)合,來(lái)加強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度,或與small cell技術(shù)結(jié)合,來(lái)加強(qiáng)信號(hào)傳播的距離。

2. 提高小區(qū)密度-代表技術(shù)Small cell異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

5G的實(shí)現(xiàn)必然是要在基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)上發(fā)生一些改變,既要兼容以往的系統(tǒng)也要提供更強(qiáng)的服務(wù)。Small cell的部署是提高頻譜利用率、加強(qiáng)用戶服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一。

Small cell不同與傳統(tǒng)的宏基站,它只需要較低的發(fā)射功率,可以較容易地部署在路燈等其他設(shè)施上,服務(wù)小范圍內(nèi)的用戶,如上圖所示。由于Small cell的服務(wù)范圍較小,所以不同的Small cell之間、以及Small cell與宏蜂窩之間便可以復(fù)用相同的頻譜資源,與傳統(tǒng)的宏蜂窩形成一種異構(gòu)結(jié)構(gòu),極大地提升系統(tǒng)頻譜利用率。此外,Small cell可以起到中繼的效果,加強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度和覆蓋范圍,同時(shí)也能增加系統(tǒng)服務(wù)的終端個(gè)數(shù)。

3. 提高頻譜效率-代表技術(shù)大規(guī)模MIMO、波束成形

大規(guī)模MIMO是5G關(guān)鍵技術(shù)中非常有潛力的一個(gè),相比4G系統(tǒng)中采用8根(或更少)發(fā)送天線,大規(guī)模MIMO將在同一個(gè)天線陣列上部署上百根天線,將天線陣列增益提升到一個(gè)新高度!大規(guī)模MIMO尚未在實(shí)際中部署和應(yīng)用,目前都是在實(shí)驗(yàn)室或者一些特定環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試,但通過(guò)已有的測(cè)試結(jié)果可以看到:大規(guī)模MIMO只需要采用簡(jiǎn)單的線性預(yù)編碼處理(如MRT、ZF)便可以提供極高的下行傳輸速率。

波束成形/預(yù)編碼技術(shù)是與多天線系統(tǒng)密不可分的。波束成形技術(shù)可以使發(fā)送的信號(hào)具有一定的指向性,避免對(duì)周圍用戶的干擾,同時(shí)提升指定用戶的接收信號(hào)功率。隨著大規(guī)模MIMO系統(tǒng)天線數(shù)目的增加,系統(tǒng)可以服務(wù)更多的終端用戶,如何避免信號(hào)發(fā)送過(guò)程中產(chǎn)生的用戶干擾是重要問(wèn)題。波束成形技術(shù)是大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中不可或缺的一部分。

下載一部大小為5GB電影需要多長(zhǎng)時(shí)間?

從這個(gè)角度來(lái)看,通過(guò)各種類型的網(wǎng)絡(luò)以平均速度的最高端下載5GB電影所需的時(shí)間。同樣值得指出的是,由于5G網(wǎng)絡(luò)的延遲有所改善,5G的速度可能會(huì)感覺(jué)更快,5G標(biāo)準(zhǔn)要求理想情況下的最小延遲為4ms,低于LTE的平均20ms)。

4G——1小時(shí)08分

4G連接通常會(huì)在20Mbps左右達(dá)到峰值,不過(guò)更穩(wěn)定的速度是10Mbps。

5G - /4G LTE高級(jí)連接——11分18秒

在5G - /4G LTE高級(jí)網(wǎng)絡(luò)上,網(wǎng)速平均約為60Mbps。

標(biāo)準(zhǔn)5G——6分鐘28秒

在真實(shí)場(chǎng)景中,標(biāo)準(zhǔn)5G的傳輸速度一直保持在100Mbps。

5G +——41秒

如果你想測(cè)試你的5G套餐是否物有所值,那么你就應(yīng)該懂得一下相關(guān)術(shù)語(yǔ):