移动通信：1G到5G发展过程简析 -- 什么是5G?

未来，5G，或将是一切的基础~

一、什么是5G？

5G的全称是：第五代移动通信技术。英文对应翻译为"5th generation mobile networks"或"5th generation wireless systems"。所以简称:5G!

二、最原始的通信技术

通信离不开"波"，什么是波呢？

波：一种振动的传播形式。比如，水波、声波、电磁波。

声波，是我们最原始的通信技术。 人与人之间的对话，是最基本的通信。

我们说话时，控制声带振动，产生声波。声波传递到空气中，带动空气振动，扩散出去，从而被别人听见，完成一次最原始的通信。

声波，有一个很大的局限，它需要载体传播，比如，空气。这导致声波在传播途中衰减很快，传播距离非常短，说话者稍微小声一点，10米开外可能就听不到了。

三、1G – 模拟通信

为了让通信距离更远，科学家们不断研究，发现声波和电磁波之间可以通过技术手段相互转换。

声波和电磁波都是波，不同的是，电磁波传输速度极快（真空中等于光速），且不依赖载体也能传播，距离也远远超过声波。所以科学家们开始研究电磁波，并把它用于通信技术。

为了实现电磁波和声波之间的转换，科学家们发明了一种设备 – “大哥大”，也就是最初的手机了。

1G时代，通过这种转换技术，科学家们实现了"千里传音"，极大的增加了人与人之间的通话距离。

比如，拥有"大哥大"的"小A"想给千里之外同样拥有"大哥大"的"B仔"打电话。当小A说话的声波由"大哥大"转换成电磁波后，通过天线发射到小A附近的"基站"，基站收到电磁波后，把信号放大，再将放大的电磁波发射出去，传到附近的基站。就这样经过一个一个的基站传输，最后传输到了"B仔"附近的基站。B仔的"大哥大"接收信号后，将电磁波再转换为声波，模拟出了小A的声音。这也就是最初的 – 模拟信号通信技术。

老电影里，我们经常可以看到大哥们使用"大哥大"通信。但是，双方"喂、喂、喂…"半天，也听不到对方说啥，或者通话断断断续续，不清楚… …

这是因为，电磁波从一个基站发射后，要穿过大量障碍物，爬山涉水，才能到达下一个基站，传播途中信号很容易丢失或者被干扰。

四、2G、3G、4G – 数字通信

为了解决1G模拟通信技术存在的问题，科学家们继续研究，发现声音、文字、图片、视频等都可以转化为"二进制"。

二进制，一种由0或1组成的数据表示形式。

通过二进制，科学家们将模拟信号变为了数字信号。数字信号最大的优势在于：抗干扰。即使信号被干扰或者严重衰减，也能精准识别出内容。

因此，2G时代，手机有了屏幕，人们除了打电话之外，也能通过文字短信沟通了。

3G和4G本质上与2G其实没有太大区别，无非就是在2G的基础上，通过技术手段提高频率、增加频段，使信号携带更多的信息。

3G，让人们可以通过浏览器上网，查看图片。4G，解决了在线观看视频的需求。

五、网速为何越来快

电磁波的速度默认是不会改变的，所以不存在"提高电磁波的速度，来提高网速"的说法。

我们平时说的网速更快，指的是：单位时间内传递的数据更多。上传、下载速度也指的是每秒上传、下载内容的多少。比如，下载相同大小的资源，每秒下载内容越多，当然整个下载速度也就越快了。上传、下载的这种速度，我们称之为"带宽"。带宽越大，上传、下载速度越快，网速也就越快。

提高频率，可以理解为增加电磁波的振动速度。振动越快，频率越高，单位时间内传送的数据也就越多。

增加频段，可以理解为采用更多振动频率的电磁波通道。使用一个频段通信，相当于单车道，使用多个频段通信，相当于多车道。通道越多，当然传输的数据自然就更多了。

我们再来看一个神奇的公式：

这是物理学中光速的定义公式，c表示光速，λ表示波长，v表示频率，即：“光速=波长 x 频率”。

我们知道光速是恒定不变的，固定值：3x10^8m/s。（每秒30万公里）

由光速公式，我们可以推理出：光速不变，波长越短的波，频率越高。

频率越高能够携带的信息就越多。因此，每秒下载的内容也就越多。这就是为什么3G比2G快，4G比3G快的原因。

六、5G通信

有了上面的背景知识后，我们再来说5G… … 终于到5G了!

5G，采用了超高频，甚至到了毫米波。

先来看看电磁波的分类：

在不同国家，分配给不同营运商的5G频段也是不一样的。

在我们国家，主要有电信、移动、联通三大运营商。他们各自分配到的5G频段如下：

电信：0.34GHz - 0.35GHz
移动：0.2515GHz - 0.2675GHz，0.48GHz - 0.49GHz
联通：0.35GHz - 0.36GHz

在技术上，低频段的电磁波更容易被利用，所以从2G到5G的发展过程，其实就是一个低频段利用向高频段利用的扩展过程。

受限于技术，低频段的电磁波首先被开发利用。随着科学技术的不断发展，高频段电磁波逐渐被开发利用。

发展到现在，我们利用超高频波通信，对应的技术被称为：5G！

END.

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