?最近聽了一次5G講座，整理一些干貨分享。
一、5G的相關(guān)知識
我估計(jì)大家如果關(guān)注新技術(shù)相關(guān)的新聞，已經(jīng)對5G的特點(diǎn)有很多了解了。其實(shí)大家印象最深的就是很高的傳輸性能。比如：
這里就重點(diǎn)解釋一下5G的一些關(guān)鍵點(diǎn)，這也能幫助我們理解為何5G這么快。
來看看數(shù)據(jù)是怎么傳播到手機(jī)的。我們?nèi)粘Ｊ褂玫氖謾C(jī)使用的是無線通訊技術(shù)，數(shù)據(jù)通過路邊一個(gè)一個(gè)電信運(yùn)營商的天線送到你的手機(jī)，你的手機(jī)再通過專門的芯片接收解碼。
這里面有兩個(gè)很關(guān)鍵的要素：1、無限通訊信號。2、基站。
首先咱們來看無線通訊信號。
為何信號中能附帶數(shù)據(jù)信息？無線信號就是一個(gè)一個(gè)波信號，就像這樣：
可以看到波是有一定的信號特征的，比如頻率的高/低、相位等等，而這些特征就可以幫助我們傳播數(shù)據(jù)信息。這其中的原理不太深?yuàn)W，因?yàn)橛?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)就是0/1的代碼，只要傳播載體有具有可以標(biāo)注0/1代碼的特征，這種載體就可以傳播數(shù)據(jù)。
舉個(gè)熟悉的例子：光盤（年輕人可能不熟悉了，暴露年紀(jì)），也是通過光盤表面一些凹凸不平的軌道特征去記載數(shù)據(jù)的。
下面的小動畫也簡單的解釋了一下光盤存儲數(shù)據(jù)的原理。
但是光盤中的這些軌道特征非常細(xì)微，只有拿顯微鏡才能觀察到。
回到無線電波，不難想象：如果波的密度越大，波就能能夠承載的數(shù)據(jù)也就越多。
5G網(wǎng)絡(luò)，為了提升無線傳輸能力，就要最大幅度的提升波的密度。因此5G網(wǎng)絡(luò)使用的是波密度很大的“毫米波”：
但是波的密度大了，問題也就來了，中學(xué)物理課我們就學(xué)到過：低頻波比高頻波的衍射和傳播性能更好。高頻波雖然攜帶的數(shù)據(jù)量大了，但是遇到障礙時(shí)，信號衰減嚴(yán)重了。比如很可能我在屋里用手機(jī)，因?yàn)閴Φ淖钃蹙蜎]有信號了。
這時(shí)就要介紹另外的一個(gè)5g很關(guān)鍵的概念：5g基站。
為了解決高頻波信號衰減嚴(yán)重的問題，5g基站采用了“相控陣天線”來發(fā)射“毫米波”。
傳統(tǒng)基站就一個(gè)很大的天線，由于發(fā)出的頻率不高，因此可以覆蓋很大的傳播范圍。但是5g信號由于頻率高，傳播衰減嚴(yán)重，因此一個(gè)5g基站中，會有無數(shù)個(gè)小的天線（天線陣列），通過多個(gè)小天線的協(xié)同運(yùn)作，增強(qiáng)高頻信號。
有個(gè)很好的比喻：普通基站就是一個(gè)燈泡進(jìn)行日照，但是5G基站通過多個(gè)天線的協(xié)同，增強(qiáng)信號，將“日照光”變成了“激光束”。同時(shí)，這些天線發(fā)射信號的相位是可以調(diào)整的，也就是可以調(diào)整“激光束”的方向，這樣可以精準(zhǔn)的定位到用戶的終端設(shè)備。這種能夠調(diào)整相位的天線陣列，取個(gè)名字就是：相控陣天線！
這種“激光束”的傳播方式，另外一個(gè)好處就是可以降低傳輸?shù)难訒r(shí)。由于傳統(tǒng)基站發(fā)出的低頻波，在遇到墻體、玻璃時(shí)會反射，這就給手機(jī)接收信號時(shí)的處理增加了復(fù)雜性。這是因?yàn)椋和唤M信號，手機(jī)直接接收和通過墻面反射后接收信號的傳播路徑不一樣，因此手機(jī)會收到兩組相同的、但有時(shí)間差的信號：
這就需要手機(jī)的芯片進(jìn)行專門的交織編碼來校對，這就會產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t：
但是5G的“激光束”，因?yàn)榘l(fā)出的是多個(gè)天線的定向增強(qiáng)波，可以降低這種信號交織所產(chǎn)生的影響，簡化交織編碼的過程，降低延遲。
好了，5G的關(guān)鍵知識就介紹到這兒。
二、5G的發(fā)展情況：
目前走在最前面的幾個(gè)國家分別是韓國、美國、日本、歐盟。中國由于有華為公司提供了整套的5G解決方案，因此也是第一梯隊(duì)，同時(shí)為了在5G領(lǐng)域能搶占先機(jī)，提前1年啟用了5G的商用牌照?？ㄋ枮榱?022年世界杯的轉(zhuǎn)播，也成為最先啟用商用的國家之一。
值得一提的是，5G的組網(wǎng)要依靠5G的基礎(chǔ)設(shè)施，比如上文提到的5G基站的部署。而5G目前有兩種部署方式，NSA組網(wǎng)及SA組網(wǎng)：
NSA組網(wǎng)是基于現(xiàn)有4G核心網(wǎng)絡(luò)架設(shè)5G基站，提供5G服務(wù)，優(yōu)勢是可以使用現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，成本較低。
SA組網(wǎng)則是真正完全使用5G基站，實(shí)現(xiàn)純粹的5G核心網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)勢是完全發(fā)揮5G特點(diǎn)，數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)更低、傳輸率更高！
目前華為提供的5G解決方案是同時(shí)支持NSA及SA組網(wǎng)的，而高通等其他國外廠商只支持NSA組網(wǎng)。所以華為的解決方案在未來有更廣闊的發(fā)展空間。當(dāng)然美國也意識到這個(gè)問題，所以封殺華為（這是題外話）。
我國政府還是非常支持華為的，因?yàn)槟壳敖o各運(yùn)營商定下的商用規(guī)劃是：堅(jiān)持以SA方式組網(wǎng)。這樣，其他國家如果不采用華為的解決方案，就只能使用NSA組網(wǎng)，起步上就慢于我國。
從3G到4G再到5G，一種技術(shù)的普及是看有多少人使用，一般以5億人使用作為“普及”的門檻。
3G從啟動到5億人使用用了9年。
4G從啟動到5億人使用用了6年。
預(yù)計(jì)5G從2019年啟動到5億人使用只用3年。
三、金融科技應(yīng)用場景
5G的應(yīng)用場景優(yōu)勢主要有三點(diǎn)：1、高帶寬；2、低延時(shí)；3、物聯(lián)網(wǎng)接入
前兩點(diǎn)前面已經(jīng)介紹過了，第三點(diǎn)再簡單介紹一下。這點(diǎn)也是依托5G“相控陣天線”這種獨(dú)特的連接方式，使得我們的個(gè)體設(shè)備與5g網(wǎng)絡(luò)的連接更加的穩(wěn)定和緊密。5G第五代移動通信技術(shù)定義了eMBB、URLLC、mMTC三大應(yīng)用場景，主要提供高速率（10Gbit/秒）、低時(shí)延（1ms）、大連接服務(wù)（一百萬臺設(shè)備/平方公里 ）服務(wù)。所以，雖然物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的概念和應(yīng)用現(xiàn)在就已經(jīng)有了，但真正發(fā)揮出IoT的優(yōu)勢還是得等5G普及以后。
從“物聯(lián)網(wǎng)”還會引出一個(gè)概念，叫做“數(shù)字孿生”，它的含義是把真實(shí)世界中的物品進(jìn)行數(shù)字化處理，并裝載進(jìn)計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)世界里也形成這樣一個(gè)物品，這樣真實(shí)世界的物品用于感知，計(jì)算機(jī)世界中的物品用于分析，可以相互協(xié)同。舉個(gè)例子，現(xiàn)在的導(dǎo)航軟件有一些數(shù)字孿生的雛形，將來如果信號燈、路燈、路障、車輛，行人數(shù)據(jù)全部通過5G數(shù)據(jù)入網(wǎng)，整個(gè)道路規(guī)劃就實(shí)現(xiàn)了真正的“數(shù)字孿生”。真實(shí)世界道路的一舉一動聯(lián)動計(jì)算機(jī)后臺的虛擬道路，而計(jì)算機(jī)后臺會實(shí)時(shí)分析這些動態(tài)數(shù)據(jù)，在將分析結(jié)果反作用回真實(shí)道路，比如信號燈什么時(shí)候變最合適，路燈什么時(shí)候亮最合適?？梢钥闯觯嬲摹皵?shù)據(jù)孿生”要基于“物聯(lián)網(wǎng)”深入應(yīng)用。
下面介紹幾個(gè)典型的5G應(yīng)用場景：
1、VR（Virtual Reality虛擬現(xiàn)實(shí)）應(yīng)用場景，通過戴VR設(shè)備享受沉浸式的三維場景服務(wù)。這個(gè)應(yīng)用場景與5G的高帶寬有關(guān)系，因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)需要大量的影像和聲音數(shù)據(jù)。場景也比較好理解，現(xiàn)在已經(jīng)有很多了。比如VR購物，VR帶看（房產(chǎn)中介），VR智能網(wǎng)點(diǎn)等等。不過多介紹。
這里要特別提一下的是未來的VR設(shè)備，目前由于無線通信帶寬有限，很多VR終端為了提升用戶體驗(yàn)，只能采用有線通訊，所以很多VR設(shè)備后面要連著大辮子。未來5G普及以后，VR設(shè)備將瘦身，這些瘦終端可能會超薄超輕超便攜。講座特別提到了眼鏡，因?yàn)閂R主要與視覺聽覺有關(guān)，這是圍繞在你的頭部上半部的，所能依托的日常就會攜帶的穿戴物品就只有眼鏡了，這將是VR服務(wù)最具發(fā)展?jié)摿Φ挠布?。將來也許你纖細(xì)的眼鏡框就能有5G通訊+VR功能。
2、“切片技術(shù)”應(yīng)用場景。這點(diǎn)與前面介紹的相控陣天線密切相關(guān)。前面介紹過由于5G網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)設(shè)備入網(wǎng)是通過一條特定的“激光束”，而不是普通的“日照”，所以我們可以定制每個(gè)連入設(shè)備的信道特點(diǎn)。其實(shí)就是原來4G我們所有終端用的是一個(gè)大網(wǎng)絡(luò)，未來5G將把網(wǎng)絡(luò)按照連入終端設(shè)備切分為很多小網(wǎng)絡(luò)。
這么做的意義主要是，可以針對終端設(shè)備特點(diǎn)提供對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，提升網(wǎng)絡(luò)資源利用率。比如對于一些正在使用超低延時(shí)場景的終端，比如無人駕駛、交易及行情等及時(shí)性要求高的服務(wù)，5G網(wǎng)絡(luò)將提供低延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)信道，而同時(shí)對于正在看電影的用戶，那只是大帶寬的網(wǎng)絡(luò)信道就夠用了。這樣也可以為電信運(yùn)營商和企業(yè)進(jìn)行客戶分級服務(wù)，提供一些商業(yè)化的思路。
3、“數(shù)字孿生”“物聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用場景?！皵?shù)字孿生”的概念和例子前面已經(jīng)介紹了，不再贅述。實(shí)際也可以應(yīng)用在金融方面。比如將來每個(gè)銀行客戶的數(shù)據(jù)（包括客戶穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)）已經(jīng)在計(jì)算機(jī)后臺實(shí)時(shí)聯(lián)動，客戶步入網(wǎng)點(diǎn)的一剎那，整體的服務(wù)方案就已經(jīng)形成，并由智能網(wǎng)點(diǎn)的機(jī)器人負(fù)責(zé)引導(dǎo)服務(wù)。
4、“邊緣計(jì)算”應(yīng)用場景。這個(gè)場景是基于5G的低延時(shí)特點(diǎn)，主要是一些終端設(shè)備的數(shù)據(jù)可以在終端設(shè)備自身計(jì)算，不回傳后臺數(shù)據(jù)中心計(jì)算。因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)很低，已經(jīng)達(dá)到幾毫秒內(nèi)響應(yīng)的速度。所以很多的數(shù)據(jù)已經(jīng)不用傳回后臺數(shù)據(jù)中心處理，回傳數(shù)據(jù)中心反而增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)南模瑫r(shí)這些數(shù)據(jù)很可能加工后也沒有任何意義了。這里也舉個(gè)例子：未來，客戶進(jìn)入網(wǎng)點(diǎn)后一般是機(jī)器人服務(wù)，客戶行動的數(shù)據(jù)不需要回傳后臺數(shù)據(jù)中心，而是在手機(jī)中實(shí)時(shí)收集并且處理。如果客戶突然摔倒了，這時(shí)手機(jī)通過行動數(shù)據(jù)處理能夠感知，這時(shí)手機(jī)會將“摔倒”這一計(jì)算結(jié)果回傳后臺數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心立即響應(yīng)，瞬間通知到現(xiàn)場銀行人員，人工接管機(jī)器人的服務(wù)。
特別要提一句的是，后續(xù)可能邊緣計(jì)算也會催化應(yīng)用部署方案的升級換代，將來更多的計(jì)算和應(yīng)用處理會放在“邊緣”位置，“中心化”部署會越來越少。
最后對5G業(yè)務(wù)場景的發(fā)展前景進(jìn)行總結(jié)：基于5G網(wǎng)絡(luò)高帶寬、海量設(shè)備接入（物聯(lián)網(wǎng)）、低延時(shí)的特點(diǎn)，未來的應(yīng)用場景中，率先發(fā)力的將是高帶寬類場景，這類場景前期應(yīng)用已經(jīng)比較多，如高清電影、VR服務(wù)等。然后是物聯(lián)網(wǎng)，目前正在蓬勃發(fā)展，逐步成熟。最后是低延時(shí)，這個(gè)還需要配合NSA組網(wǎng)逐步向SA組網(wǎng)過渡，才能充分發(fā)揮其應(yīng)用場景的優(yōu)勢，未來發(fā)展可期。
參考資料：
【回形針PaperClip】你的手機(jī)是怎么上網(wǎng)的 ？——https://www.bilibili.com/video/av44691514
光盤是如何記錄信息的？放大1000倍看：解決了我多年的疑問——https://www.bilibili.com/video/av78057906?from=search&seid=13211154367890036496
5G時(shí)代，數(shù)字孿生到底是什么？
——https://new.qq.com/omn/20190402/20190402A0MY2U.html
5G切片到底“切”的是啥？又是如何實(shí)現(xiàn)的？——https://baijiahao.baidu.com/s?id=1627551522990882689&wfr=spider&for=pc
5G時(shí)代已經(jīng)來臨5G切片服務(wù)面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)——http://www.elecfans.com/tongxin/20190423916565.html
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