一篇看懂5G（上）

今天同事问我5G的定义和在工作中的应用，让我想起大概两年前（这么久了？！）在英特尔实习时曾经调研过5G并且给当时的同事分享过，翻出当时的PPT，陌生又熟悉，决定写一篇5G的科普分享出来，一方面作为复习，另一方面也可以借此机会调研一下两年来5G的新进展。

这个科普要从最基础的通信知识开始写起，上篇为通信基础，中篇为5G应用，下篇是我需要重新调研的部分，重点看一看5G的具体落地应用。 这个系列是在我有限认知的基础上，为了尽量通俗易懂而创作的，如果有不严谨的地方还请批评指正。

首先，什么是通信？

广义来讲，通信就是人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递。这媒介可以是视觉、声音或符号，古代的飞鸽传书是通过鸽子的方式传递文字信息，烽火台是通过火光向远方传递战事信息，人与人面对面交谈是通过语言或神态传递信息，这些都是不同的通信形式。

随着生产力的进步，通信的方式也不断扩展。从电报被发明开始，我们学会了利用“电”来传递消息，那个时候电报信号是通过电缆来传递的，后来，我们发现用光通信更快、更不容易衰减和受到干扰，由此光缆取代电缆，成为远距离通信的首选。

刚刚提到的电缆、光缆都属于有线通信，我们使用手机上网是不需要网线的，属于无线通信范畴，随着智能设备越来越多样化，无线通信在我们生活中也发挥着越来越重要的作用。

关于无线通信

无线通信

无线通信由三部分组成，发射端、媒介和接收端。图中的父亲是发射端，父亲的语音信号通过信号幅度或者频率的方式加载到媒介电磁波上，这个承载着父亲语音的电磁波经过几个基站，再被儿子的电话翻译成语音，这样就实现了一次无线通信。

无线通信的媒介——电磁波

无线通信电磁波

这一个图比较复杂，最下面是所有电磁波的频率分布，在可见光visible左侧标红的部分是用于无线通信的电磁波波段，也就是频率在3kHz~300GHz的部分，上面的图画出了不同频段的电磁波对应的应用，频率越短波长就越长，因此从左至右波长越来越短。

如果把电磁波比作奔跑的小人儿，地球上各种建筑、墙壁就是小人奔跑过程中的障碍，波长就相当于小人的腿长，要穿过山和大海把信息送到目的地，小人的腿要长于一路上的障碍，即波长要长，因此波长较长的电磁波通常用来远距离传输信号。

还是这个例子，有的时候信息只需要在室内传播，这个时候通信自然不需要腿长一栋楼的小人，因此蓝牙、wifi等无线通信所用的媒介都是小不点，即靠右的短波。

如果小人要奔跑，自然要消耗能量，为了让小人成功到达目的地，一路还需要设置很多加油补给站，也就是基站。信号会在到达基站时被注入新的能量，再重新出发，朝着目标前进。这也是为什么地球上要建设这么多基站。

另外，作为传输媒介的小人是有限的资源，不同小人的能力范围不同，负责的应用也不同。图中可以看到一些空白的区域，这些频段的小人要么由于我们技术限制，还不能用来传输信号，要么由于被军队或政府征用，无法开放给大众服务。

图中黄色的部分就是5G技术新开拓的疆土，在此基础上，所以5G时代的来临，意味着有更多的小人可以上岗，用来满足我们日益增长的数据传输需求。

下一篇我们就正式认识一下新的5G小战士们，他们有什么特点，能为我们的生活带来哪些改变。

365天，每天坚持写作之51/365，关于5G，期待专业小伙伴们的补充和修改意见~