(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(在一个新窗口中打开)，但它并没有这样做。到目前为止，大多数美国人体验到的“5G”感觉就像4G，只不过有了一个新的图标。然而今年，AT&T和Verizon正在启用新的网络——人们常说的c频段，加上T-Mobile更加成熟的中频段网络，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”是截然不同的两件事，目前在美国，我们得到的是前者，而没有后者。
不过，情况会开始好转。T-Mobile的“超容量”5G赢得了我们2021年最快移动网络测试展示了比4G快得多的速度，现在他们发布了新的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刚刚在拉斯维加斯推出了5G网络该公司承诺，到今年6月，该服务将覆盖超过125个城镇。
5G是未来十年的一项投资，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数年后。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应用直到后来才出现。Snapchat是2012年出现的，Uber是2013年普及的。在2013年前后，LTE网络上的视频通话在美国也变得非常普及。
因为5G的过渡非常复杂，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。参与开发5G技术的芬兰科学家表示也许是2027年在我们看到承诺的机器人技术、智能物体和增强现实之前。
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，在一个非常缺乏竞争的领域增加了一些竞争。
什么是5G?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:有什么区别?
如果你听说5G意味着每个路灯上都有毫米波塔，那就不对了。这只是我们目前看到的三种主要5G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，大多数代都是由数据传输速度来定义的，但每一代都有编码方法的突破，或称“空气接口”，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。4G技术，如WiMAX和LTE，是下一个不兼容的飞跃，现在它们的速度已经扩展到数百兆甚至千兆级。
5G带来了三个新方面:更大的通道(加速数据)，更低的延迟(更快的响应)，以及一次连接更多设备的能力(对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。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通道无形地无缝地结合到用户面前。因此，在相当长的一段时间内，大多数连接都将是4G/5G连接。
4G和5G之间的共生关系使得AT&T对其4G网络过于热衷。运营商已经开始称其4G网络为“5克的进化，因为它认为改进4G是迈向5G的重要一步。这当然是对的。但这种措辞是为了让不了解情况的消费者误以为5G Evolution就是5G，而实际上并不是。
而2G和3G是马上就要走了(在一个新窗口中打开)在美国，4G作为5G方程式的一部分，至少还有10年的时间。如果你发现自己因为3G被关闭而需要购买新手机或设备，你可以对4G充满信心。
5G如何工作
与其他蜂窝网络一样，5G网络使用一个蜂窝基站系统，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，无论是通过有线或无线回程连接。5G改变了数据编码的方式，并为运营商提供了更多使用频段的选择。
5G网络使用一种称为OFDM的编码，与4G LTE使用的编码类似。不过，与LTE相比，空中接口的设计具有更低的延迟和更大的灵活性。
新系统开启了4G技术无法使用的“高频段”短程电波。但5G可以在任何频率下运行，导致了三种截然不同的5G体验——低、中、高。
在相同的无线电频道上，5G并不比4G快多少。相反，5G规范允许手机使用更宽的频道、更宽的频率范围。然而，运营商和联邦通信委员会必须提供更广泛的频道，而这正是他们的主要不足之处。
在4G网络中，你可以将多达7个20MHz的信道组合起来，总共使用140MHz的频谱。然而，大多数时候，手机使用60MHz或更低的频率。
对于中低频段5G的新手机，你可以结合三个100MHz的通道来使用300MHz，并在此基础上再叠加几个20MHz的4G通道。在高频段5G中，你最多可以使用到八个100 mhz的通道。但如果你没有可用的电波，你就无法获得速度。
运营商还可以通过动态频谱共享(DSS)灵活地在4G和5G之间共享信道。DSS使得4G和5G通道之间的墙可以移动，因此运营商可以根据需求在4G和5G之间分割通道。这就是Verizon一直在使用的“全国性”5G。它并没有为5G释放出任何新的电波——它只是重用了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，但可用的频道不是很宽，而其中许多频道都用于4G。所以低频段5G速度很慢。就目前而言，它的功能和感觉都像4G。低频段5G通道的宽度从5MHz (AT&T)到20MHz (T-Mobile)不等，所以你可以看到它们并不比4G更宽敞。如果你的手机网络指示灯只显示“5G”，那说明你处于低频段。
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，所以很难看出任何区别。
中频5G在2到10GHz范围内。这涵盖了目前大多数的蜂窝和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相当远，通常在半英里左右，所以在大多数其他国家，这些网络是承载大部分5G通信的主力网络。大多数其他国家向每个运营商提供了约100MHz的中频段5G。
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 - 4.0GHz的频率与他们的无线电高度计的频率(4.2 - 4.4GHz)太过接近。但这不是我们使用的唯一中频频率!T-Mobile的“超容量”5G网络运行在高达100MHz的(在一个新窗口中打开)2.5 ghz。美国电话电报公司(AT&T)和威瑞森(Verizon)刚刚推出了基于“c波段”的中频段网络，频率为3.7 - 3.8GHz。今年晚些时候，AT&T、T-Mobile和Dish都将在3.45 - 3.55GHz频段提供更多的覆盖。如果手机状态指示灯显示“5G UC”、“5G UW”或“5G+”，则说明您处于中频段或高频段。在你的手机上，没有一种简单的方法可以区分中波段和高波段。
高频段5G，或称毫米波，是真正的新东西。到目前为止，这主要是20-100GHz范围内的电波。这些电波此前从未用于消费者应用。它们的射程很短;我们的测试显示离塔有800英尺远。但那里有大量未使用的频谱，这意味着每次使用800MHz的速度非常快。我们已经看到速度超过3Gbps在Verizon的宽带网络上，它称之为“超宽带”。不幸的是，我们在我们的2021年最快的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。他们通常只描述为高密度的热点，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。但它们以前从未用于消费设备，因为手持处理能力和小型化天线还不具备。毫米波信号也比低频信号衰减得更快，而且它们传输的海量数据需要更多的连接到固定线路互联网。因此，蜂窝运营商使用许多更小、功率更低的基站(通常输出2-10瓦)，而不是更少、功率更大的宏基站(输出20-40瓦)，以提供毫米波网络所承诺的千兆比特速度。因为落差非常快，所以海浪到达你身边时非常微弱。
从2017年开始，在许多主要城市，运营商安装了这些“小蜂窝”以增加4G容量。在这些城市，他们只需要在现有的站点上安装一个额外的无线电就可以实现5G。不过，在其他地方也有困难，运营商很难说服城镇允许他们在郊区增加小型基站。这与之前在许多这样的城镇建立手机服务的困难类似。
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，以提高其高频段5G覆盖关键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。
威瑞森基于共享4G通道的较慢的“全国”5G，在46个都会区使用中频段5G，在60多个城市使用快速、高频段5G在线覆盖地图请点击这里(在一个新窗口中打开)．Verizon的覆盖地图使用相同的颜色合并中频段和高频段。几乎所有的覆盖都是中频段。Verizon将其中高频段称为“5G UW”或“超宽带”。
T-Mobile目前拥有覆盖全国大部分人口的低频段5G和更快的中频段5G这里是覆盖查找器(在一个新窗口中打开)，以及一些有限的高频段，我还没能找到最近的覆盖更新。它把中高频段称为“5G UC”，即“5G超容量”。
AT&T在全国大部分地区拥有慢速低频段，在少数城市拥有中频频段，而在诸如体育场和校园等一系列“场所”拥有高频段。低频段称为“5G”，中频段和高频段称为“5G+”。该公司有低频段地图和高频段场地列表在这里(在一个新窗口中打开)．
哪些5G手机即将问世?
5G手机现在是主流;希望任何超过300美元的手机都能支持它。这是一个Verizon手机列表支持中频5G。美国电话电报公司(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。
中低频段5G的实现成本比高频段5G低，所以很多AT&T和T-Mobile手机都没有高频段5G。我不知道这是否重要。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。如果你想点你所有的i，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.
你可以查看我们当前的纲要最好的5G手机(见下图)了解更多信息。
我们测试过的最好的5G手机
见全部(11项)
其他国家的5G手机更多，有华为、Oppo、Realme、小米等公司的型号。它们通常不适用于美国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冠状病毒，但它们往往会在最轻微的实际情况下分崩离析。低频段和中频段5G基于已经使用了几十年的无线电频率。低频段5G使用的是1952年开始使用的超高频电视频段。Sprint的中频段至少从2007年就开始使用了;其中一部分于1963年首次使用。
航空业最近对AT&T和Verizon的新c频段网络表示担忧，称其频率与无线电高度计使用的频率太接近，而无线电高度计可以判断飞机与地面的距离。蜂窝网络和高度计之间的频率分别为400MHz (3.7 - 3.8GHz)和4.2 - 4.4GHz (4.4GHz)，但一些型号的高度计缺乏滤波器来屏蔽其他通道的信号。联邦航空局和联邦通信委员会一直在研究解决这一问题的折衷方案，包括对带有过滤器的高度计型号进行认证，并在机场入口附近设置没有c波段的“禁区”。
在美国，最大的5G担忧往往围绕着高频段或毫米波5G。这是一种短程类型，需要大量的小单元站点，因此基础设施比以前更加可见。令人讽刺的是，担心毫米波会灼伤你的细胞不是因为它太强，而是因为它太弱:它会被树叶、墙壁、玻璃、汽车、衣服和皮肤阻挡。
功率等级非常重要。蓝牙和微波炉的运行频率是一样的。因为毫米波信号在技术上被称为微波，有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系统更接近萤火虫这一端。
毫米波的研究(在一个新窗口中打开)已经表明，它不能很好地穿透人类皮肤，在比任何5G网络使用的功率更高的水平上，它的最强效果是使物体略微变暖。在5G网络的使用水平上，对人们没有明显的影响。
这里是我们的完整故事为什么5G是安全的．
5G是干什么用的?
第一个主要的5G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个月几百gb(在一个新窗口中打开)，超过了我们4G网络的设计处理能力。5G网络有足够的容量来应对这种需求。
对于运营商来说，5G家庭互联网比逐户铺设光纤线路更容易。运营商不必每隔几个街区就在手机基站上安装光纤，然后为用户提供无线调制解调器，而不是在每条街道上都进行挖掘。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明显快于4G的广泛5G覆盖，而AT&T和Verizon的中频段停滞意味着我们还没有实现这一目标。
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。因为5G的延迟比4G低，远程飞行员可以从远处毫无延迟地控制车辆，而且因为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馈送，以查看车辆的行驶方向。在多伦多,Tiny Mile送货机器人(在一个新窗口中打开)正在贝尔公司5G网络试点下运送零食。
威瑞森公司展示了遥控无人机在工业、农业和消防中发挥作用，使用5G技术发回视频和传感器数据。
这最终也将成为自动驾驶汽车的一个关键元素。自动驾驶汽车将与智能道路、红绿灯和其他车辆进行交互，并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(而不是4G网络)上才能以足够快的速度防止碰撞。
虽然这些汽车都在交换非常小的信息包，但它们需要几乎是即时的。这就是5G不到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发送，或从一辆车反弹到灯柱上的小单元，再到另一辆车。(1光毫秒大约是186英里，所以1毫秒延迟中的大部分仍然是处理时间。)
在媒体和游戏方面，不要考虑500Mbps，想想如果你有一个可靠的100Mbps你能做什么。在这种情况下，5G就是要提高最低连接速度，以支持多个高质量流，并在低延迟的摄像机之间快速切换。
威瑞森公司展示了一种NFL体验，观众可以在比赛过程中切换7个高质量的摄像机视角。加拿大的贝尔公司在冰球馆周围安装了几十个摄像头，让你可以360度流畅地观看比赛。
在这些领域的现场人员将特别受益于5G，因为它可以在4G的同时处理更多的连接。在拥挤的地区，如音乐会、体育比赛和游行(如果我们有机会回到其中任何一个)，5G网络不会像4G网络那样“堵塞”。
有一些关于5G在增强现实和“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，和走在你旁边的人的全息幽灵交谈，你就需要5G提供的低延迟和可靠的速度。
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其最大的推动力，但事实证明，短信是一个巨大的新业务。4G是随着笔记本电脑的调制解调器引入的，但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，肯定会出现意想不到的新应用。
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