(插图:Marko Aliaksandr/Shutterstock)
经过三年的承诺，5G终于在2022年迅速普及。
新的移动网络技术本应引发一场“第四次工业革命(在新窗口打开)据威瑞森说，但它并没有这么做。到目前为止，大多数美国人所经历的“5G”感觉就像4G，只不过有了一个新的图标。今年，AT&T和威瑞森启用了新的网络——人们津津乐道的c频段——再加上T-Mobile更成熟的中频段网络，可能最终会改变现状。
所有关于5G的喧嚣，没有真正的新体验，让人们想知道这有什么大不了的。我们现在看到的是5G吗?从技术上讲，答案是肯定的。事实证明，5G技术和“5G体验”是完全不同的两码事，目前在美国，我们只有前者，没有后者。
不过，情况会开始好转。T-Mobile的“超大容量”5G赢得了我们2021年最快移动网络测试他们展示了比4G快得多的速度，现在他们推出了新的c波段网络正开始改变AT&T和Verizon的游戏规则。
甚至还有一个新玩家:Dish刚刚在拉斯维加斯开通了5G网络并承诺在6月前将该项目推广到125个以上的城镇。
5G是对未来十年的投资，在之前的移动转型中，我们看到大多数重大变化都发生在第一次宣布之后的几年。以4G为例。美国的第一部4G手机出现在2010年，但改变我们世界的4G应用程序直到后来才出现。Snapchat出现在2012年，Uber在2013年开始普及。2013年前后，LTE网络上的视频通话在美国也开始流行起来。
由于5G的过渡是如此复杂，而且我们已经经历了两年的大流行，这一次的转变可能需要更长时间。帮助开发5G技术的芬兰科学家表示也许是2027年在我们看到机器人技术、智能物品和增强现实之前。
目前，第一个大型5G应用是一个30年前的想法:家庭互联网服务。T-Mobile和Verizon正在利用他们的5G网络更好地与有线家庭互联网竞争，为一个竞争非常不激烈的领域增加了一些竞争。
5G是什么?1g, 2g, 3g, 4g, 5g
首先，如果你听说的是5G Wi-Fi或AT&T的“5G E”手机，它们不是5G蜂窝。这里有一个完整的解释5G vs 5G E vs 5GHz:有什么不同?
如果你听说5G意味着每个灯柱上都有毫米波发射塔，那不是真的。这只是我们目前看到的5G的三种主要形式之一。
5G中的G表示这是无线技术的新一代。虽然从技术上讲，大多数代都以其数据传输速度来定义，但每代都以编码方法或“空中接口”的突破为标志，这使得它与上一代不兼容。
1G是模拟蜂窝。2G技术，如CDMA、GSM和TDMA，是第一代数字蜂窝技术。3G技术，如EVDO、HSPA和UMTS，将速度从200kbps提高到每秒几兆比特。4G技术，如WiMAX和LTE，是下一个不兼容的飞跃，现在它们正在扩展到数百兆甚至千兆级的速度。
5G带来了三个新方面:更大的通道(加速数据)，更低的延迟(响应更快)，以及一次连接更多设备的能力(用于传感器和智能设备)。
这并不是与4G的彻底决裂。5G手机都需要4G网络和覆盖范围。起初，所有的5G网络都使用4G来建立初始连接，这被称为“非独立”。我们现在开始从这种模式转向“独立”网络，但如果没有4G的辅助，它们的性能会大幅下降。5G规范的一部分允许5G手机将5G和4G频道无缝地结合到用户那里。因此，大多数连接将在相当长一段时间内结合4G/5G连接。
4G和5G之间的共生关系导致AT&T对其4G网络过于热情。运营商已经开始称其4G网络为“5克的进化，因为它认为改善4G是迈向5G的重要一步。当然，这是对的。但这种措辞是为了迷惑不知情的消费者，让他们以为5G Evolution就是5G，但实际上不是。
而2G和3G是马上就要走了(在新窗口打开)在美国，作为5G方程式的一部分，4G至少领先美国10年。如果你发现自己需要购买新的手机或设备，因为3G正在关闭，你可以对4G有信心。
5G工作原理
与其他蜂窝网络一样，5G网络使用蜂窝站点系统，将其区域划分为扇区，并通过无线电波发送编码数据。每个小区站点必须连接到网络骨干网，无论是通过有线还是无线回程连接。5G改变了数据的编码方式，并为运营商提供了更多的无线电波选择。
5G网络使用一种名为OFDM的编码，与4G LTE使用的编码类似。不过，空中接口的设计比LTE更低的延迟和更大的灵活性。
新系统开启了“高频段”，即不能与4G技术兼容的短程无线电波。但5G可以在任何频率上运行，导致三种截然不同的5G体验——低、中、高。
在相同的旧无线电频道上，5G并不比4G快多少。相反，5G规范允许手机在更广泛的频率范围内使用更宽的频道。然而，运营商和联邦通信委员会必须提供更广泛的频道，而这正是他们的不足之处。
使用4G，你最多可以组合7个20MHz的频道，总共使用140MHz的频谱。不过，大多数时候，手机使用的频率是60MHz或更低。
对于中低频段5G的新手机，你可以结合三个100MHz信道来使用300MHz，并在此基础上再叠加几个20MHz 4G信道。在高频段5G中，你最多可以使用八个100 mhz的通道。但如果你没有可用的电波，你就得不到速度。
运营商还可以使用动态频谱共享(DSS)灵活地在4G和5G之间共享信道。DSS使4G和5G频道之间的墙可以移动，因此运营商可以根据需求在4G和5G之间分割频道。这就是威瑞森一直在使用的“全国性”5G网络。它不会为5G释放任何新的无线电波——它只是重用4G的零星部分——所以我们还没有看到DSS 5G提供比4G更好的性能。
低频段5G的工作频率低于2GHz。这些是最古老的手机和电视频率。它们的传输距离很远，但没有很宽的信道，其中许多信道都用于4G。所以低频段5G很慢。目前，它的功能和感觉就像4G。低频段5G频道的宽度从5MHz (AT&T)到20MHz (T-Mobile)，所以你可以看到它们并不比4G更宽敞。如果你手机的网络指示灯只显示“5G”，那么你处于低频段。
更复杂的是，AT&T和T-Mobile的低频段手机有时显示5G图标他们甚至没有使用5G，这让他们很难分辨出任何区别。
中频段5G在2到10GHz范围内。这涵盖了大多数当前的蜂窝和Wi-Fi频率，以及略高于这些频率的频率。这些网络距离发射塔有相当大的距离，通常在半英里左右，所以在大多数其他国家，这些是承载大多数5G流量的主力网络。大多数其他国家为每个运营商提供了大约100MHz的5G中频段。
在美国，有几种不同的中频段。其中一些是有争议的;航空业一直在抱怨3.7到4.0GHz的频率太接近他们的无线电高度计的频率，而他们的无线电高度计的频率是4.2到4.4GHz。但这并不是我们使用的唯一中频频率!T-Mobile的“超大容量”5G网络运行在高达100MHz的(在新窗口打开)2.5 ghz。AT&T和Verizon刚刚推出了新的基于“c波段”的3.7至3.8GHz的中频段网络。今年晚些时候，AT&T、T-Mobile和Dish都将在3.45到3.55GHz频段提供更多的覆盖。如果你的手机状态指示灯显示“5G UC”、“5G UW”或“5G+”，那么你处于中频段或高频段。在你的手机上，很难区分中频段和高频段。
高频段5G，即毫米波，是真正的新事物。到目前为止，这主要是20-100GHz范围内的电波。这些电波以前从未被用于消费类应用。它们的射程很近;我们的测试显示距离塔有800英尺。但那里有大量未使用的频谱，这意味着一次使用高达800MHz的速度非常快。我们已经看到速度超过3GbpsVerizon的高频段网络，也就是所谓的“超宽带”。不幸的是，我们在我们的2021年最快移动网络在我们调查的城市中，Verizon的网络覆盖率只有3%左右。AT&T和T-Mobile也有一些高频段。他们通常将其描述为仅适用于高密度热点地区，如大学校园和足球场。
高频段以前曾用于回程，将基站连接到远程互联网链路。但它们以前从未被用于消费类设备，因为当时还不具备手持处理能力和小型化天线。与低频信号相比，毫米波信号随着距离的增加衰减得更快，而且它们传输的海量数据需要更多的固定网络连接。因此，蜂窝运营商使用许多更小、更低功率的基站(通常输出2-10瓦)，而不是更小、更强大的宏基站(输出20-40瓦)，来提供毫米波网络所承诺的千兆比特速度。由于落差非常快，海浪到达你身边时非常微弱。
从2017年开始，在许多大城市，运营商安装了这些“小基站”来增加4G容量。在这些城市，他们只需要在现有站点上安装一个额外的无线电就可以实现5G网络。然而，在其他地方，运营商很难说服城镇允许他们在郊区增加小型蜂窝网络。这与之前在许多城镇建立移动电话服务的斗争类似。
威瑞森正试图通过与制造5G扩展器和中继器的公司达成协议，来增强其高频段5G覆盖范围关键Commware．
5G在哪里可用?
5G现在是“全国性的”，尽管运营商的方法非常不同，你在不同的地方会有不同的体验。
威瑞森有一个基于共享4G频道的较慢的“全国”5G，在46个都会区有中频段5G，在60多个城市有快速、高频段5G在线覆盖地图(在新窗口打开)．Verizon的覆盖地图使用相同的颜色合并了中频段和高频段。几乎所有的覆盖都是中频段。威瑞森将其中高频段称为“5G UW”，即“超宽带”。
T-Mobile目前在全国范围内拥有低频段5G和更快的中频段5G，覆盖了全国大部分人口覆盖查找器(在新窗口打开)以及一些有限的高频段，我还没能找到最近的覆盖更新。该公司将其中高频段称为“5G UC”，即“5G超容量”。
AT&T在全国大部分地区拥有慢速低频段，在少数几个城市拥有中频段，在体育场和校园等一系列“场所”拥有高频段。该公司称低频段为“5G”，中频段和高频段为“5G+”。该公司有低频段地图和高频段场地列表在这里(在新窗口打开)．
哪些5G手机即将问世?
5G手机现在是主流;任何超过300美元的手机都可以支持。这是一个威瑞森手机列表支持中频段5G。AT&T也有类似的清单，但增加了Galaxy A13 5G。所有T-Mobile 5G手机都支持中频段。
低频段和中频段5G的实现成本低于高频段5G，因此许多AT&T和T-Mobile手机缺乏高频段5G。这是否重要，我拿不准。技术越多越好，而且这些公司确实拥有大量的高频段电波。但他们一直对自己的计划保持沉默，所以目前还不清楚高频段会给AT&T和T-Mobile手机带来什么优势。如果你想把所有的i都点起来，一加9 Pro;Galaxy S21和S22系列;Galaxy Z Flip3和Fold3;Galaxy Note 20 Ultra;iPhone 12和13系列;Pixel 5; and the Verizon and AT&T models of the Pixel 6 and 6 Pro all have high-band.
您可以查看我们目前的纲要最好的5G手机(参见下面的图表)了解更多信息。
我们测试过的最好的5G手机
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其他国家拥有更多的5G手机，包括华为、Oppo、Realme、小米等型号。它们通常不适用于美国的5G网络，因为它们不支持我们的频段;他们使用欧洲和亚洲的中频系统，我们这里没有。
5G安全吗?
是的。网络阴谋论将从癌症到疾病的一切都归咎于5G冠状病毒，但他们往往会在最轻微的实际情况下崩溃。低频段和中频段5G是基于已经使用了几十年的无线电频率。低频段5G使用自1952年以来一直在使用的超高频电视频段。Sprint的中频段至少从2007年开始使用;它的部分部分于1963年首次使用。
航空业最近对美国电话电报公司(AT&T)和威瑞森(Verizon)的新c波段网络表示担忧，称这些频率太接近无线电高度计所使用的频率，后者用来判断飞机与地面的距离。蜂窝网络(3.7 ~ 3.8GHz)和高度计(4.2 ~ 4.4GHz)之间有400MHz，但一些高度计型号没有过滤器来屏蔽其他频道的信号。美国联邦航空局和联邦通信委员会一直在制定解决这一问题的妥协方案，包括认证带有过滤器的高度计型号，并在机场进近处设置没有c波段的“禁区”。
在美国，最大的5G担忧往往围绕高频段，即毫米波5G。这是一种短程类型，需要很多小型蜂窝基站，因此基础设施比以前更明显。具有讽刺意味的是，担心毫米波会烧毁你的细胞并不是因为它太强，而是因为它太弱:它被树叶、墙壁、玻璃、汽车、衣服和皮肤阻挡。
功率级别非常重要。蓝牙和微波炉的工作频率是一样的。因为毫米波信号在技术上被称为微波，一些人相信它们就是字面上的微波炉，会把我们烤焦。但萤火虫不是喷灯，5G系统更像是萤火虫。
毫米波的研究(在新窗口打开)已经表明，它不能很好地穿透人体皮肤，而且在比任何5G网络使用的功率更高的水平上，它的最强效果是让物体略微变暖。在5G网络使用的水平上，对人没有明显的影响。
这是我们完整的故事为什么5G安全．
5G是干什么用的?
5G的第一个主要应用是家庭互联网。T-Mobile和Verizon都在销售基于中频段和高频段5G网络的家庭互联网服务。家庭用户通常使用每月数百gb(在新窗口打开)这比我们4G网络的设计处理能力要大。5G网络有足够的容量来满足这一需求。
对运营商来说，5G家庭互联网比每家每户铺设光纤更容易。运营商不需要在每条街道上都挖一遍，只需每隔几个街区就在一个蜂窝基站上安装光纤，然后给用户提供无线调制解调器。我们有一个审查T-Mobile的5G家庭互联网服务到目前为止，它比DSL要好，但不如光纤。
但家庭互联网并不新鲜。真正的新应用正在等待比4G快得多的广泛5G覆盖，而AT&T和Verizon中频段的停滞意味着我们还没有达到那一步。
远程驾驶机器人和无人机是我们开始看到的另一个5G应用。由于5G的延迟比4G低，远程飞行员可以在远处毫无延迟地控制车辆，而且由于5G的带宽更大，他们可以从车辆上获得可靠的多摄像头视频反馈，以查看车辆的行驶方向。在多伦多,Tiny Mile送货机器人(在新窗口打开)正在通过贝尔的5G网络提供零食。
威瑞森已经展示了遥控无人机在工业、农业和消防领域发挥的作用，使用5G发回视频和传感器数据。
这也将成为自动驾驶汽车的一个关键因素。自动驾驶汽车将与智能道路、交通信号灯和其他车辆交互，并且可能不得不将部分处理能力转移到附近更大的计算机上——所有这些都只有在低延迟的5G网络上才能足够快地防止碰撞，而不是在4G网络上。
虽然所有车辆都在交换非常小的信息包，但它们几乎需要立即交换。这就是5G低于1毫秒的延迟发挥作用的地方，当一个数据包在两辆车之间直接拍摄，或者从一辆车反弹到灯柱上的小细胞，再到另一辆车。(1光毫秒大约是186英里，所以这1毫秒的延迟大部分仍然是处理时间。)
在媒体和游戏方面，不要想着500Mbps，想想如果你有可靠的100Mbps，你能做什么。在这种情况下，5G就是要提高最低连接速度，以实现多个高质量流，并在低延迟的摄像头之间快速切换。
威瑞森公司展示了一种NFL体验，观众可以在比赛期间在7个高质量的摄像机视角之间切换。加拿大贝尔公司(Bell)在一个冰球场周围安装了数十个摄像头，让你可以360度全方位地观看比赛。
在这些场馆现场的人们将特别受益于5G，因为它可以像4G一样同时处理更多的连接。在拥挤的地方，比如音乐会、体育比赛和游行(如果我们能回到这些地方的话)，5G网络不会像4G网络那样“阻塞”。
有一些关于5G在增强现实中发挥作用的讨论。元宇宙“我们的想法是，如果你要在户外戴着AR眼镜，看到餐馆前门弹出的商业评级，与走在你旁边的人的全息幽灵交谈，你就需要低延迟和可靠的速度5G。
但我也想强调，我们不知道5G的大应用会是什么。当2G出现时，许多分析师认为清晰的语音通话将是它的主要推动力，但事实证明，短信是一个巨大的新业务。4G是通过笔记本电脑调制解调器引入的，但事实证明，它实际上是关于手机上传和下载视频。一旦高质量的5G真正普及，一定会出现意想不到的新应用。
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