5G 與 4G：有什麼區別？ 5G vs 4G: what is the difference?
備受期待的第五代行動通信技術被稱為 5G，被吹捧為行動網路的階梯式變化 —— 有望以指數級的速度加快下載速度、即時共享數據和網路的整體容量。
最後，儘管延誤和打嗝損害了美國和歐洲部分地區的推出，但 5G 終於到來了。韓國、美國和中國在約 80-90% 的人口覆蓋率方面處於領先地位。歐洲落後，但異常值的瑞士也達到了 90%。
儘管全球佈署的挑戰仍然存在，但行動網路電信商和技術提供商，對 5G 的未來一如既往地樂觀。2021 年愛立信行動報告預測，到 2027 年，5G 將佔所有行動訂閱的近一半，預計達到 44 億。這比去年估計的 6.6 億有所增加。截至 2020 年底，全球 4G 人口覆蓋率超過 80%。
然而，由於許多改變遊戲規則的應用，5G 供應商承諾尚未以任何有意義的規模實現，與 4G 相比，對網路的破壞性潛力仍然存在意見分歧。許多專家預測，疫情將推動數位採用率的提高，包括改變遊戲規則的 5G 應用。而其他人仍然堅定地懷疑其啓示性好處。
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- 5G 如何工作？
- 5G 和 4G 有什麼不同？
- 5G 在頻寬、延遲和頻譜方面是如何工作的？
- 5G 到底有多快？
- 5G將使企業和行業能夠做什麼？
- 5G 的安全程度如何？
- 5G 何時到貨？
- 持續的 5G 挑戰
5G 如何工作？
5G 是一種新的空中轉換字節數據單元的數位系統。它使用 5G 新無線電接口，以及其他新技術，該接口利用更高的無線電頻率（28GHz，而 4G 為 700mhz-2500mhz），透過空中傳輸成倍多的數據，以加快速度，減少擁塞和更低的延遲，這是在指令開始傳輸數據之前的延遲。
這個使用毫米波譜的新介面，使同一地理區域內可以使用更多設備；4G 每平方公里可以支持約 4000 台設備，而 5G 將支持大約 100 萬台設備。這意味著更多的 Netflix 流媒體、語音通話和 You Tube 在有限的空氣空間中不間斷地傳輸。
5G 還使用一種名為 Massive MIMO 的新數位技術，該技術代表多輸入多輸出，使用多個目標光束聚焦和追蹤手機站點周圍的使用者，提高覆蓋範圍、速度和容量。目前的網路技術像泛光燈一樣運行，照亮了一個地區，但光線/信號浪費了很多。5G 推出的部分內容，涉及在現有 4G 基礎設施的基礎上，向所有行動網路基地台安裝海量 MIMO 和 5G 新電台。
5G 可以實現遠端手術，照片：沃達豐
5G 與 4G 有什麼不同？
與第三代行動網路相比，4G 啓用了以前不可能的高品質影像串流和隨時隨地通話，這意味著直播電視現在在日常通勤中定期觀看。然而，更多的影像串流加劇了網路的堵塞。
Tutela 行業分析主管 Chris Mills 解釋說：「4G 正在達到跨頻譜塊快速傳輸數據的技術極限。」「5G 和 4G 之間的一個主要區別是，這種堵塞將被消除。」這意味著在高峰時段，不再有五條網路信號，而是無法訪問網頁瀏覽器。
但可以說，5G 與 4G 的最大區別，將是大規模物聯網連接世界的 Gateway。後來對數據驅動的行業、智慧城市和基礎設施管理來說，5G 網路的更新換代預計將具有革命性意義，因為在同一地區將有可能有更多的設備可靠、安全和不間斷地工作。總體而言，由於它使用的新技術、頻譜和頻率，5G 比 4G 有幾個好處：速度更快，延遲更少，連接設備容量更大，干擾更少，效率更高。
在英国各地提供5G服务的移动基站，去年翻了一番多650087%其中在英格兰Ofcom，2021年3%英国的移动流量通过5G传输，高于2020年的1%
5G 在頻寬、延遲和頻譜方面是如何工作的？
每個電信商都有頻譜塊，頻譜塊是一系列用於在一個國家傳輸聲音、數據和影像的電磁無線電頻率。將這個頻譜相加，以創建其總網路容量，從而決定他們傳輸數據的速度。
Mills 先生解釋說：「今天，運營商可能有 100 毫赫茲的整個頻譜，可供其所有英國客戶使用，但最終有了 5G，這將增加到 1000 毫赫茲左右 —— 這是 5G 的真正變化。」
這也將在系統中減少延遲，這意味著數據將即時傳輸。
愛立信研究 5G For Industries 的項目經理 Mats Norin 表示，4G 的延遲約為 20-30 毫秒，但 5G 的延遲將遠低於 10 毫秒，在最佳情況下約為 1 毫秒。
他說：「對消費者來說，這並不那麼重要，但會讓事情看起來更快，然而，對工業來說 —— 例如，對於遠端遙控重型機械來說 —— 這將是非常重要的。」
3G vs 4G vs 5G
那麼 5G 真的有多快？
據沃達豐稱，5G 承諾設備速度比 4G 快約 10 倍，這意味著高品質、超高解析度的 4K 視訊通話 —— 商業數位影院的標準 —— 下載速度將更快地傳輸到智慧手機和平板電腦。數據傳輸少於 20 毫秒將是標準數據傳輸。
然而，Mills 先生警告說，關於 5G 速度的大部分發佈內容都是炒作 —— 特別是對消費者來說。
他說：「千兆字節速度對少數應用很有用，例如透過 5G 網路即時流式傳輸 8k VR 耳機，然而，對於普通用戶來說，行動設備上對這種速度的需求不多，」他說，「使用 4G 網路可以實現即時流媒體，或下載高清影像。」
他說：「人們可以使用 5G WIFI 路由器，而不是支付家庭寬頻費用 —— 這將適用於不一定希望合同與房產掛鈎的租戶。」Verizon 和 AT&T 已經在美國進行試驗。
5G 將使企業和行業能夠做什麼？
今天運行的大多數支持或啓用5G的應用程序都是基於消費者的。這些包括移動流媒體、增強現實（AR）、虛擬現實（VR）、遊戲以及公共網絡容量的增加。
然而，對於預計成為賺錢者的企業來說，5G是5G。畢馬威在其5G價值報告中估計，5G的企業對企業案例為4.3萬億美元的「上行」。
專家表示，使用4G或WIFI將效率更低、更具挑戰性的應用程序可以利用第五代網絡的低延遲、帶寬增加和更高的速度。這些包括工廠自動化、大規模視頻監控、觸覺應用（包括遠程手術）和互聯智能城市（如自動駕駛汽車等）。
一些創新的例子正在開始出現。最近在西米德蘭茲進行的一項試驗允許患者通過吞下藥丸大小的相機在家裡進行結腸膠囊內窺鏡檢查。5G為向醫院實時傳輸拍攝的圖像提供了便利。
在瑞典，Boliden Aitik礦運營支持5G的鑽井和爆破自動化，將成本降低了1%，每年節省250萬歐元。
巴倫西亞的一家福特工廠與愛立信合作，正在試用基於人類手勢識別和VR應用程序的智能自動引導車輛，以提高生產線效率。
電信咨詢公司Altman Solon的合伙人Fred Huet說，福特項目利用了Edge計算，Edge計算與5G相結合，正在激發企業的興趣。邊緣計算使數據存儲更接近生成位置，而不是中央數據庫，允許更大的數據吞吐量來管理圖像和視頻流的高輸出，以便與人工智能處理一起使用。
Huet解釋說：「5G和Edge正在為不間斷的視頻監控提供良好的解決方案，這可以提高效率和工作安全，但它會產生許多數據，這些數據不容易從生成的地方移動，或者需要存儲在設施附近進行快速的人工智能處理。」「這對倫敦以外的離雲提供商不夠近的醫院特別有益。」
雖然大多數專家認為5G是當今創新的推動因素。即使在5G推出的地方，對其應用的投資仍然新生。Webb Search Ltd的IEEE研究員兼首席執行官William Webb教授指出，英國Ofcom的一份報告發現，在製造業和醫療保健等垂直行業中，只有七次部署了移動系統。在全球範圍內，情況沒有太大區別。
Webb說：「這些試驗表明，5G在技術上適用於某些應用程序。」
「他們尚未證明政府和其他方面何時退縮的獨立商業案例——我認為他們是否會出現還沒有確定。」
愛立信英國和愛爾蘭網絡和托管服務主管Bjorn Odenhammar認為，當獨立的5G網絡（為與關鍵應用程序的不間斷連接提供最低延遲和網絡切片）更廣泛時，這種情況將發生變化。
他解釋說：「這將提供WiFi無法保證的絕對確定性、可靠性和控制力。」
Boliden Aitik露天礦。照片：Lars deWall
5G 的安全程度如何？
其中許多用例可以從網路切片中受益 —— 網路分割以客製化速度、容量、覆蓋範圍、加密和安全性 —— 使用 5G 可以更容易地實現。
Digital Catapult 5G 技術主管 Dritan Kalesh i說：「切片為製造商和其他人提供了一個專用網路，他們可以完全控制和支持其物聯網解決方案，以實現可靠的通信，並保證服務品質和基於雲或邊緣的運算。」
這可以提供 WIFI 無法提供的額外安全元素，WIFI 與頻譜上的其他人共享，因此更容易受到干擾，使用 4G 也更容易實現。
Mills 先生說：「如果一家公司擁有受監管要求約束的特別敏感數據，它可以透過根本不同的網路塊發送，以保護隱私，切片可以非常無縫地實現 5G。」
5G 何時到貨？
對於許多人來說，5G 已經到來，如果不是每個人的話。EE、O2、Three 和沃達豐於 2019 年首次開始推出英國網路，Ofcom 估計，它現在可以從 42-57% 的房地外的至少一家行動網路電信商處獲得。而 4G 達到 99%。
由 4G 核心網路支持的非獨立網路本質上是兩者的組合，正在首先佈署。Odenhammar 說，從這個轉移到 5G 核心網路需要軟體更新。他預計這種情況會在今年的某個時候開始發生。只有少數人，如美國的 T-Mobile，在商業上推出了獨立服務。私人網路也正在佈署，這些網路通常被組織或測試台使用。
然而，英國仍有一些地區沒有光纖或 4G 覆蓋，目前還不清楚如何在這些領域推出5G，這些領域對行動網路營運商來說，通常在商業上不可行。Odenhammar 說，5G 固定無線接入可以發揮作用，這是一種使用毫米波長的新無線電的網路訪問媒介，透過路由器提供互聯網接入，為這些地區提供服務。
5G 英國覆蓋率地圖
持續的 5G 挑戰
在全球，5G 的推出一直存在問題。疫情推遲了歐洲的一些頻譜許可。瑞士的 Swisscom 面臨著當地的反對。在政府決定更換中國製造的華為硬體後，英國出現了延遲，最近，由於聯邦航空管理局警告信號干擾，AT&T 和 Verizon 被迫停止在美國機場附近的佈署。幸運的是，預計這在歐洲不會成為一個問題，因為航空和 5G 使用的頻段之間有足夠的差距。
Webb 說，事實上，在英國和整個歐洲，除了成本之外，現在幾乎沒有什麼阻礙推出。
「行動業者現在沒有從 5G 中賺多少錢，如果他們能非常快速和廣泛地佈署，除了經濟問題外，沒有什麼能阻止他們這樣做。然而，情況因國家而異，因為還有其他驅動因素，如政府壓力，」他解釋道。「我們現在需要的是幾家開拓性企業，來展示 5G 如何真正對他們產生影響，所以其他人也會效仿。」
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