Breaking 5G uplink speed record on mmWave spectrum
打破毫米波頻譜上的 5G 上行速度記錄
你想了解更多有關 5G 技術的資訊嗎？那麼你來對地方了。
在此問答頁面上，你將發現有關 5G 的關鍵事實：
- 什麼是 5G？
- 5G 有多快？
- 4G 和 5G 有什麼區別？
- 什麼是 5G 用例？
- 5G 何時到來，在哪裡可用？
- 這對消費者和運營商意味著什麼？
- 5G 和衛星有什麼關係？
- 5G 技術會安全嗎？
讓我們看看 5G 技術將如何改變世界。
什麼是5G？
5G 技術是一個突破。
下一代電信網路（第五代或 5G）已開始衝擊 2018 年底的市場，並將繼續在全球範圍內擴展。
除了速度提升之外，該技術有望釋放一個龐大的 5G IoT（物聯網）生態系統，在該生態系統中，網路可以滿足數十億連接設備的通信需求，並在速度、延遲和成本之間做出正確的權衡。
如果你考慮 5G 必須提供的功能，這是有道理的。
5G 技術由 8 個規範要求驅動：
- 高達 10Gbps 的數據速率 - > 4G 和 4.5G 網路的速度提高了 10 到 100 倍
- 1 毫秒的延遲
- 每單位面積 1000 倍頻寬
- 每單位面積的連接設備數量高達 100 倍（與 4G LTE 相比）
- 99.999% 可用性
- 100% 覆蓋
- 網路能源使用量減少 90%
- 低功耗物聯網設備的電池壽命長達 10 年
5G有多快？
5G 速度最高可達每秒 10 吉比特 (Gbps)。『坦白說單位翻譯成中文很愚蠢』
5G 是 10 到 100 倍的速度比你可以得到什麼 4G。
是什麼讓 5G 更快？好問題！
根據通信原理，頻率越短，頻寬越大。
5G 網路使用更短的頻率（30GHz 和 300GHz 之間的毫米波）是 5G 可以更快的原因。這種高頻段5G 頻譜不僅在速度方面提供了預期的提升，而且在容量、低延遲和品質方面也提供了預期的提升。
根據《財富》雜誌 2020 年 2 月號，2019 年第三季/第四季的平均 5G 速度測量範圍為：
- 拉斯維加斯每秒 220 兆字節 (Mbps)，
- 350 在紐約，
- 380 在洛杉磯，
- 達拉斯 450,
- 到 550 芝加哥，
- 在明尼阿波利斯和普羅維登斯大約有 950 多個。
澳洲、美國和中國的部分下載和上傳 5G 速度測試（2020 年 4 月）
但在這裡，你了解5G 的好處超越了速度。
什麼是 5G 低延遲？
考慮一下。
一毫秒是一秒的 1/1000。
人類對視覺刺激的平均反應時間為 250 毫秒或 1/4 秒。透過適當的訓練，人們的上限約為 190-200 毫秒。
現在想像一下，你的汽車反應速度比您快 250 倍。
想像一下，它還可以對數百個傳入資訊做出響應，並且還可以在幾毫秒內，將其反應回饋給其他車輛和道路信號。
以 60 英里/小時（100 公里/小時）的速度行駛時，你踩剎車前的反應距離約為 33 碼（30 米）。以 1 毫秒的反應時間，汽車只會滾動一英寸多一點（不到 3 厘米）。
與低延遲相關的用例是：
- V2X（Vehicle-to-Everything）通信：V2V：（Vehicle-to-Vehicle）、V2I（Vehicle-to-Infrastructure）、自動駕駛、 聯網汽車
- 沉浸式虛擬實境遊戲（5G 將把 VR 帶給大眾。）
- 遠端外科手術（又名遠程手術）
- 同聲傳譯。
換句話說，5G 和物聯網創造了完美的匹配。
那麼，讓我們看看 是什麼讓 5G 與 4G 如此不同。
5G 與 4G - 有什麼區別？
第 5 代無線網路地址的進化超越行動網路，從二千○二十零分之二千○一十九大規模物聯網（物聯網）。
與當今的 4G 和 4.5 G（又名 LTE Advanced、LTE-A、LTE+ 或 4G+）相比，主要的演進在於，除了數據速度提升之外，新的物聯網和關鍵通信用例將需要更高水平的性能改進。
- 例如，低延遲 為使用雲端的服務提供即時交互性：例如，這是自動駕駛汽車成功的關鍵。
- 5G 與 4G 的對比也意味著至少連接了 x100 台設備。5G 必須能夠在0.386 平方英里或 1 公里2 範圍內支持 100 萬台設備。
- 此外，低功耗使連接的對象無需人工協助即可運行數月或數年。
與當前的物聯網服務需要權衡性能以充分利用當前無線技術（3G、4G、Wi-Fi、藍牙、Zigbee 等）不同，5G 網路的設計目的在為大規模物聯網帶來所需的性能水準.
它將實現一個感知到的完全無處不在的互聯世界。
簡而言之，這就是它具有變革性的原因。
5G 和前幾代行動設備一覽
在過去的四年中，手機比任何其他技術都更悄無聲息地永遠改變了我們的生活。
你還記得你有多喜歡你的 2G 諾基亞 3310 嗎？
- 1G，第一代電信網路（1979），讓我們暢所欲言，隨心而動
- 2G 數位網路（1991 年）讓我們可以發送消息和旅行（提供漫遊服務）
- 3G（1998）帶來更好的移動互聯網體驗（成功有限）
- 3.5G 帶來真正的行動網路體驗，釋放行動應用生態
- 4G (2008) 網路帶來了全 IP 服務（語音和數據），一種快速的寬頻網路體驗，具有統一的網路架構和協議
- 4G LTE （長期演進），從 2009 年開始，數據速度翻了一番
- 5G 網路將寬頻無線服務，從行動網路擴展到物聯網和關鍵通信領域
針對每個用例量身訂制的虛擬網路（5G 切片）。
5G 將支持來自低功耗局域網 (LAN) 的所有通信需求，例如廣域網 (WAN) 等家庭網路，並具有正確的延遲/速度設置。
如今，透過聚合各種通信網路（Wi-Fi、Z-Wave、LoRa、3G、4G 等）來滿足這一需求。
5G 更智慧。
5G 目的在允許簡單的虛擬網路配置，以更好地使網路成本與應用需求保持一致。
這種新方法將使 5G 行動網路營運商，透過為低頻段、低功耗應用提供具有成本效益的解決方案，從而在物聯網市場上分得更大的一塊大餅。
什麼是真正的 5G 用例？
每一代新一代無線網路都帶有一組新的新用途。
下一個即將到來的 5G 也不例外，將專注於物聯網和關鍵通信應用。
在時間表方面，隨著時間的推移，我們可以提到以下用例：
- 固定無線接入（2018-2019 年起）
- 具有 4G 回退功能的增強型行動寬頻（2019-2020-2021）
- 大規模 M2M/物聯網（2021-2022 年）
- 超低延遲物聯網關鍵通信（2024-2025）
一些關鍵應用（如自動駕駛汽車）需要非常激進的延遲（快速響應時間），而它們不需要快速的數據速率。
相反，具有海量數據分析的企業雲基礎服務，將需要速度改進而不是延遲改進。
5G什麼時候來？
5G 推出：我們的立場是什麼？需要花多長時間？
- 根據 GSMA Intelligence 的數據，截至 2021 年 3 月，已有 157 家行動營運商在 62 個國家/地區推出了商用 5G 服務。該研究預測，到 2021 年底，訂閱人數將達到 5.51 億，到 2025 年底，訂閱人數將達到 18 億。
以下是迄今為止完成的最近步驟：
- 北美 5G 已於 2019 年在某些地區可用。大多數地區要到 2020 年才會起飛。
- 在美國，更準確地說，ATT 宣布 2020 年上半年覆蓋全國。Verizon 5G 是第一家推出 5G 的營運商。
- 德國電信於 2019 年 9 月在柏林、達姆施塔特、慕尼黑、波恩和科隆啟動了 5G。
- 法國電信公司宣佈在 2020 年底之前提供 5G 服務，以便在 2021 年實現真正的可用性。
- 在英國，許多城市在 2019 年和 2020 年都看到了 5G。EE、沃達丰和 O2 從 2019 年年中開始積極佈署 5G。
- 印度電信公司正在為2021 年的 5G 佈署做好準備。
- 中國聯通已於2019 年在少數地點建立了 5G。GSMA 預計到 2025 年中國將有 4.6 億個 5G 連接。
- 查找更多資源： 截至 2021 年 5 月 19 日的全球 5G 可用性或查看每週更新的交互式 Ookla 5G 地圖。
這將我們帶到下一點。
2020 年的新 5G 手機 —— 所有人都可以使用 5G？
到 2021 年 4 月底，已經發布了 756 款 5G 設備（其中 61.9% 已經商用）。手機佔已宣布的 5G 相容設備的近 50%（GSA 2021 年 5 月報告）。
ATT 已於2020 年 10 月在美國推出了15 款 5G 手機。
今年我們可以信賴 Verizon 的 20 款 5G 設備。有些售價低於 600 美元。
在消費電子展上，至少有兩家公司發布了售價低於 500 美元的新 5G 手機。這些低成本手機將有助於讓我們中的許多人更能負擔得起 5G。
同樣，三星在舊金山發布了新的 Galaxy S 系列手機。這些新設備的價格也可能低於該公司目前的 5G 電話線。
2020 年 10 月 13 日，Apple 發布了期待已久的 5G 相容 iPhone。所有四款 iPhone 12 機型都支持 5G。
這四種型號支持基於不同頻率的三種5G服務：「低頻段」、「中頻段」和mmWave（最快的毫米波）。
你應該獲得哪種 5G 服務？
嗯，這完全取決於你住在哪裡。
5G 的普及速度有多快？
5G 的預計採用率與所有上一代網路（3G、4G）大不相同。
- 根據愛立信 2020 年 11 月的一份報告，到 2026 年，5G 訂閱用戶數將達到 35 億，成為有史以來在全球範圍內佈署速度最快的一代。
5G 對行動營運商有何影響？
5G 仍然是一種蜂窩寬頻技術，是一個網路的網路。
行動網路營運商在建構和營運網路方面的專業知識，和知識對於 5G 的成功非常重要。
除了提供網路服務，行動網路營運商，將能夠開發和營運新的物聯網服務。
在保持 3G 和 4G 網路運行的同時實施 5G 網路，可能會給行動網路營運商，帶來關於頻譜中頻率能力的新挑戰（主要是在預測的物聯網大量出現的情況下）。
MNO 將需要在 6 到 300 GHz 範圍內（典型的5G 頻寬）運行新的頻譜，這意味著大量的網路基礎設施投資。
為了達到 1 毫秒的延遲目標，5G 網路意味著使用光纖連接基地台。
5G 網路計劃在成本節約方面支持虛擬網路，例如用於低成本物聯網的低功耗、低吞吐量 (LPLT) 網絡。不像今天 LORA 網路解決需要與 4G 分開的問題。
5G 對消費者意味著什麼？
對消費者而言，5G 不僅意味著更快的行動網路，還意味著比你今天看到的更多的對象的網路連接。
在 5G 網路的支持下，汽車和房屋是即將到來的大型物聯網革命的兩個例子。
三星和其他 Android OEM 廠商在 2019 年推出了首批 5G 智慧手機。根據 GSA 2020 年 10 月的報告，148 部 5G 手機已經上市。
5G SIM卡將在 2019 年和 2020 年首次亮相。
5G 和衛星有什麼關係？
5G 衛星通信 —— 直接從天空到設備 —— 將很快成為現實。
事實上，除了地面行動 5G 網路之外，新一代衛星將帶來機載 5G 功能，以確保 5G 對地球的全面覆蓋。
具體而言，透過天基系統，5G 將提供更高的可訪問性、可靠性和彈性，以及廣播和多播功能。
我們期望 5G 支持廣泛的應用（例如，農業、物流、公共安全），以便世界上的每個人都可以連接。
Thales Alenia Space 與航太和手機製造商一起支持 3GPP 開發解決方案的努力，這些解決方案包含與行動營運商 5G 網路完全整合的單一全球天基網路的願景。
2021 年初，全球首家 5G 商業服務提供商韓國電信的子公司韓國營運商 KT SAT 領導了一次 5G 衛星演示，使用對地靜止的 Koreasat 5A 電信衛星為偏遠地區提供 5G 網路。最近， Hellas Sat 在希臘進行了成功的 5G 演示：它包括透過 Hellas Sat 3 / Inmarsat S EAN 衛星回傳 5G 核心網路和 5G gNB 之間的連接。兩顆衛星均由泰雷茲阿萊尼亞航天公司製造。
5G 技術會安全嗎？
4G 網路使用 USIM 應用在用戶及其連接的設備，和網路之間執行強相互身份驗證。
承載 USIM 應用的實體，可以是可行動 SIM 卡或嵌入式 UICC 晶片。
這種強大的相互身份驗證對於啟用可信服務非常重要。
今天，安全解決方案已經是邊緣（設備）安全和核心（網路）安全的混合體。
未來可能有多種安全框架共存，5G 很可能會重新使用目前用於 4G 網路和雲的現有解決方案（SE、HSM、認證、無線配置和 KMS）。
5G 網路強相互認證標準於 2018 年最終確定。
隨著物聯網服務影響的增加，對 5G 安全、隱私和信任的需求將與 4G 一樣強烈，甚至更強烈。
設備中的本地 SE 可以保護網路訪問，並支持安全服務，例如緊急呼叫管理和虛擬物聯網網路。
5G 連接有望透過在幾乎所有地方提供網路連接，來打破傳統的數據傳輸範式。
新的商機推動了動態數據安全要求，包括網路透明度、低延遲、高頻寬、交付的一致性和完整的互操作性。
為了適應這種新的數據傳輸範式，5G 基礎設施的建設正在進行中。
舊的、更傳統的動態數據安全方法，不再是滿足這些多樣化 5G 要求的可行解決方案。
此外，這些較舊的技術無法應對當今的可審計合規性挑戰，和不久的未來量子威脅挑戰。
安全性、性能、互操作性和可審計的合規性，只是需要立即關注的 5G 挑戰中的一小部分。
需要一種更智慧的動態數據安全解決方案，以適應各種 5G 用例。
5G 將如何影響漫遊？
在出國旅行時，5G 用戶將在訪問網路上，無縫享受 5G漫遊體驗。將保證回退到 3G - 4G。
5G 將如何推動依賴蜂窩而非 Wi-Fi 技術的物聯網設備的商業化？
Wi-Fi 無線是一種「局域網」技術，工作範圍有限，速度和延遲也非常有限。
許多物聯網服務要求更普遍、更多行動性以及更高的速度和響應時間性能。5G 將真正釋放一個真正的物聯網生態系統。
5G 網路用例將如何改變世界？
由於 5G，對速度、瞬時響應時間和物聯網性能的「感」將成為現實。
例如，只有在 5G 網路可用時，自動駕駛汽車才能取得預期的成功。
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