长知识：我们为什么需要5G网络

4G还没建完，我们为什么需要5G？它能带来怎样的体验？

从一场球赛直播开始

2018年7月8日，莫斯科卢日尼基体育场，俄罗斯世界杯决赛。

你没有在现场，你正在出差的列车上，拿着平板观看在线直播。

不过，你看起来不像在看直播，倒有点像在玩PS实况足球游戏。你用手指在屏幕随意划动，直播画面也随着你的手指移动而变化。

这叫个性化体验体育赛事直播，只要动动手指头，就可以享受从任意角度观看比赛。

传统的直播画面取决于单一的转播镜头角度，屏幕这边的观众非常被动。如果你喜欢的球星在比赛中状态不好，你很少能看到他的身影。如果突然进球了，你只能看到进球功臣的狂欢，却无法看到守方球员沮丧的表情。

有了这种个性化服务，要怎么观看比赛，完全由你自己掌握。

这是因为赛场周围安装了大量高清摄像头，这些摄像头统统连接到5G网络，海量视频信号通过5G网络从遥远的莫斯科瞬间传送到你的平板上，完美体验绝对360度全方位无死角观看比赛。

这绝不是个人不切实际的幻想，事实上，我相信5G一定会爆发于某次国际重大赛事，就像是一位年轻的新星，一战成名于世界杯而声名鹊起，这个爆发点可能是2020年东京奥运会，也可能会提前，比如2018年莫斯科世界杯......

什么是5G？

你或许有这样的疑问，不就是多安装几个摄像头连接到网络吗？4G难道就不能实现吗？为啥非要5G？

要回答这个问题，先来看一看通信大牛们是如何设计5G网络的？下面这两张图清晰列出5G的定义和目标。

你不是搞通信的，也许看不太懂。

简单的说，3G和4G是为连接人类而设计的，而5G是为连接万物而设计的。4G网络会关心你的在线视频清不清晰？流不流畅？但不会关心如何更好的用手机去控制家里的智能门把手、智能冰箱等，而5G表示非常关心。

为了连接万物，就必须从三个方面对网络进行重新设计和优化：容量、速率和时延。

据权威机构预测，到2020年，5G网络要容纳2000亿级的设备或机器，单单是智慧城市、智能交通、工业自动化这三项就需要连接近300亿设备。这么多设备涌入，网络容量一定要无限大，速率一定要足够高，只有这样才能保证网络的高可靠性。连接人和连接机器可不太一样，人总是可以忍耐的，网速慢点我耐心等等，信号不好我找个山头打电话，机器可没有这么好的耐性，总不能因为春节刷红包人太多，流量暴增而导致整个城市的智能交通瘫痪了吧！

要保证网络高可靠性，还得优化网络时延，4G网络是10ms级网络时延，而5G网络是1ms级的端到端网络时延。10ms和1ms，这种差别你上网的时候感觉不到，但机器不一样。我们说交通事故就发生在一念之间，如果你的无人驾驶汽车反应速度是10ms，可以想象将有多少交通事故发生？

是什么推动了5G?

智能手机推动了3G和4G网络高速发展，那么，谁将是5G背后的最大推手呢？如同当初谁也没有预料到智能手机如此之大的推动力一样，5G背后的最大推手也很难预测。

不过，有一点可以肯定，5G网络将无限延伸智能手机（或平板）到更复杂更广阔的应用领域。比如，智能手机连接智慧家庭、无人机、机器人或无人驾驶等，而这些应用必将会在5年内实现。

5G网络真正意义上实现了网络的可延展性、多功能性和高效性。尽管我们无法预测谁将是5G网络的最大推手，但我们可以想象5G将会推动什么？

以时下热门的可穿戴设备为例，设备体积太小，限制了其计算处理能力。如果依托于高速、低时延的5G网络，可穿戴设备通过5G网络连接到云服务系统，计算处理功能在云端完成后，再回传到可穿戴设备上，这为终端产品提供了极大的产品设计空间和应用设计空间。也许，一块智能手表只需要一块显示屏就够了！

随着信息技术进步，这样的想象空间还会进一步扩大。

摩尔定律告诉我们，当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。

受益于摩尔定律，5G时代将实现通信与计算技术前所未有的高度融合。

再举一个例子。无线通信理论上讲，天线越多，频谱效率和传输可靠性就越高。大规模MIMO技术（多天线技术）被公认为5G的关键技术之一。事实上，4G也采用多天线技术，不过，多天线技术受限于手机终端的大小和成本。但是，随着集成电路上可容纳的元器件越来越多，价格越来越便宜，实现起来也就越来越容易。看看下面这张图，16根天线已经可以集成在5毫米内了。

总之，5G将是一个全新的无线时代，为人类数字生活带来无限的想象空间，甚至，它将为整个世界增加一个新的维度！