未來取決于連通性（connectivity）。從人工智能和自動駕駛汽車到遠程醫(yī)療和混合現(xiàn)實，再到迄今為止無法想象的技術(shù)，所有我們希望能夠讓我們的生活變得更容易、更安全、更健康的事情都需要高速、永遠在線的互聯(lián)網(wǎng)連接。

先不用說流媒體視頻的泛濫，只是為了跟上新的連接設備和交通工具的爆炸式增長，移動產(chǎn)業(yè)都需要研發(fā)新的技術(shù)，這種技術(shù)名為5G——之所以這么命名，是因為它是第五代無線網(wǎng)絡技術(shù)。

5G將為你的手機帶來10G/s 的速度。 這比當今手機的4G 速度快了600多倍，比谷歌光纖提供的家庭寬帶服務快了10倍——速度足以在25秒內(nèi)下載一部4K高清電影，或者同時在線觀看幾部電影。

不管怎樣，美國運營商承諾，到2020年，5G將在美國普及。但第一批5G網(wǎng)絡的速度不會這么快。5G不是單一的技術(shù)或標準，而是不同技術(shù)的組合，部署它們可能需要一種與構(gòu)建4G網(wǎng)絡完全不同的方法。

運營商已經(jīng)推出了Demo和試點項目，展示了5G帶來的性能巨大飛躍。不過，速度最快的，還是基于“毫米波”（millimeter wave）技術(shù)的移動網(wǎng)絡，但這種技術(shù)可能在未來幾年內(nèi)不會被廣泛使用。

與此同時，運營商可能會建立基于其他技術(shù)的5G網(wǎng)絡，這些技術(shù)比現(xiàn)在的網(wǎng)絡更快，但可以在很大程度上依賴現(xiàn)有的基礎設施。

5G不僅僅是速度提升；5G技術(shù)還應該能夠幾乎實時地服務大量設備。這是至關重要的，因為在未來幾年，聯(lián)網(wǎng)的汽車、環(huán)境傳感器、恒溫器和其他設備的數(shù)量將會大幅度增加。

5G的率先部署非常重要。 美國各行各業(yè)的行業(yè)專家和政治家都警告稱，如果中國或其它國家能夠更快地為5G部署奠定基礎，美國公司可能會落后。

為了到2020年實現(xiàn)全國范圍內(nèi)部署5G的目標，政府必須向運營商開放更多的無線頻譜; 運營商必須迅速擴展其基礎設施; 硬件制造商需要創(chuàng)造新一代的設備，準備好應對5G浪潮。

我們是如何從1G到5G的？

第一代移動無線網(wǎng)絡，建于20世紀70年代末和80年代，是基于模擬技術(shù)的。聲音未經(jīng)加密通過無線電波傳送，任何人都可以使用現(xiàn)成的組件竊聽對話。

第二代移動無線網(wǎng)絡建于20世紀90年代，是基于數(shù)字化技術(shù)的——使得加密通話成為可能，無線頻譜的利用也更有效；同時，撥號互聯(lián)網(wǎng)或早期DSL服務的數(shù)據(jù)傳輸也成為可能。

第三代移動無線網(wǎng)絡給數(shù)字網(wǎng)絡帶來了帶寬提升，并帶來了智能手機革命。

無線頻譜，指的是不同無線電波頻率的整個范圍，從最低頻率到最高頻率。美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）規(guī)定了誰可以使用頻率的哪些范圍或“波段”，以及用于什么目的，以防止不同用戶干擾彼此的信號。

傳統(tǒng)上，移動網(wǎng)絡主要依賴低頻段和中頻段，這些頻段可以很容易地覆蓋很大的范圍并穿越墻壁。但現(xiàn)在這些頻段已經(jīng)非常擁擠，以至于運營商開始轉(zhuǎn)向更高的頻譜范圍。

第一批3G網(wǎng)絡是在21世紀初建立的，但是它們在美國的推廣速度很慢。人們很容易忘記，當最初的iPhone在2007年發(fā)布時，它甚至不支持3G速度，更不用說4G了。

當時，芬蘭公司諾基亞仍然是世界上最大的手機制造商，這在很大程度上要歸功于歐洲在2G部署和采用方面的領先地位。與此同時，日本在3G覆蓋和移動互聯(lián)網(wǎng)使用方面遠遠領先于美國。

但是在2008年7月，第一批支持3G功能的iPhone進入人們的口袋后不久，美國的應用經(jīng)濟就真正開始了。 那個月，蘋果發(fā)布了App Store，幾個月后，第一批使用谷歌 Android 操作系統(tǒng)的手機開始在美國上市。

很快，曾經(jīng)被視為奢侈品的智能手機被認為是必需品，因為蘋果和谷歌推廣了這些設備，而 Facebook 給了人們一個留在這些設備上的理由。

在蘋果和谷歌以及 Facebook 等應用的推動下，美國率先轉(zhuǎn)向了4G，隨著運營商擴張和升級網(wǎng)絡，這帶來了巨大的就業(yè)和創(chuàng)新增長。

與此同時，由于美國公司為應用程序經(jīng)濟設定議程，諾基亞和日本手機制造商開始在智能手機行業(yè)失去市場份額。

世界各地的運營商已經(jīng)開始為5G構(gòu)建測試網(wǎng)絡，盡管這項技術(shù)的核心規(guī)范始于2011年，直到2018年6月才完成。

然而，很難確定實際正在測試的是什么。例如，去年AT&T宣布將在20個城市推出名為“5G Evolution”的產(chǎn)品，但批評人士稱這種5G品牌具有欺騙性，因為AT&T在這些網(wǎng)絡中使用的技術(shù)，實際上就是競爭對手T-Mobile 已經(jīng)在使用的4G 技術(shù)。

與此同時，包括AT&T在內(nèi)的運營商正在測試高速“毫米波”網(wǎng)絡。盡管今天的智能手機無法連接到5G網(wǎng)絡，但由于Verizon推出了“5G Home”服務，消費者終于有機會體驗到5G了。

但這個服務提供的是固定無線服務，而非無線的。

5G的未來

運營商、電子產(chǎn)品制造商和一些政界人士擔心，如果美國推出5G的速度太慢，就會重蹈歐洲和日本的移動產(chǎn)業(yè)的覆轍。

美國尤其擔心中國，2018年1月泄露的一份美國國家安全委員會文件證明了這一點，這個文件提議，建立一個國有化的5G網(wǎng)絡，以對私營公司進行補充。

人們擔心，如果中國率先采用5G網(wǎng)絡，其蓬勃發(fā)展的科技產(chǎn)業(yè)將創(chuàng)造下一個全球移動平臺；5G也可以讓中國在人工智能競賽中占據(jù)優(yōu)勢。

連接到網(wǎng)絡的設備越多，數(shù)據(jù)就越多。用于訓練算法的數(shù)據(jù)更多可能意味著更好的人工智能應用。

為了更快地建設5G網(wǎng)絡，電信行業(yè)宣稱，它需要獲得使用更多無線頻率的授權(quán)，在基礎設施建設方面，也需要更少的監(jiān)管。

最常見的5G概念是毫米波技術(shù)，它利用了無線頻譜的高頻段，那里有大量未使用的帶寬。

正是這種技術(shù)可以實現(xiàn)10G的速度，但是這需要付出巨大的代價。 毫米波信號在長距離上不太可靠，很容易被樹木、人甚至雨水等障礙物干擾。

為了實現(xiàn)移動應用，運營商需要在城市中部署大量的小型接入點，而不是像今天這樣依賴幾個大型的基站就夠了。

毫米波接入點可能會變得像煙霧探測器一樣小，但實際上它們需要無處不在。就像你家里的Wi-Fi路由器一樣，這些接入點需要連接到有線網(wǎng)絡中。

部署所有這些額外的接入點并將它們連接到互聯(lián)網(wǎng)將會很昂貴，也會耗費大量時間。

為了抵消這些成本，無線行業(yè)正在尋找技術(shù)解決方案。

例如，包括Facebook和一些電信公司在內(nèi)的電信基礎設施項目正在開發(fā)一種名為Terragraph的天線，這種天線可以讓無線接入點相互連接，而不是完全依賴有線連接來進行回程。

一項對Verizon在休斯頓的試點5G網(wǎng)絡的獨立研究發(fā)現(xiàn)，毫米波比預期的更有彈性，但是全國范圍內(nèi)的毫米波網(wǎng)絡可能需要幾年時間才能建成。

因此，世界各地的運營商現(xiàn)在轉(zhuǎn)向無線頻譜的“中頻段”，其中包括Wi-Fi路由器和一些移動電話網(wǎng)絡使用的頻段。它不如高頻段快，因為可用帶寬更少，但是信號可以傳播得更遠、更可靠，這使得使用大型發(fā)射塔覆蓋區(qū)域成為可能。

FCC已經(jīng)批準了一些提案，允許運營商使用一些目前用于軍用雷達和衛(wèi)星通信的中頻段頻譜，但美國落后于已開始拍賣中頻段頻譜的韓國，還落后于中國，后者為5G保留了大量中頻段頻譜。

FCC還計劃拍賣更多的高頻段頻譜，并正在推進拍賣中頻段頻譜的提議。但是根據(jù)Recon Analytics的數(shù)據(jù)，運營商從購買使用頻譜的授權(quán)到實際使用頻譜可能需要幾個月或幾年的時間，因為升級現(xiàn)有的基站需要時間。

這一過程不僅涉及體力勞動，而且要得到州或地方政府的授權(quán)。

消費者權(quán)益保護者擔心，對5G的狂熱正在破壞公眾對無線行業(yè)的監(jiān)督。例如，F(xiàn)CC在2017年取消了其網(wǎng)絡中立保護，令人懷疑的是，更少的監(jiān)管會導致對5G和其他寬帶基礎設施的更多投資。

2018年，它以幫助運營商更快地建設5G網(wǎng)絡為由，投票否決了州和地方關于無線設備放置的規(guī)定。與此同時，T-Mobile和Sprint正在推動監(jiān)管機構(gòu)批準這兩家公司的合并，理由是它們將能夠更快、更高效地部署5G。

更少的監(jiān)管和更少的運營商可能會導致5G使用價格，選擇也更少。

消費者組織Public Knowledg的副總裁哈羅德·費爾德（Harold Feld）警告說，如果沒有監(jiān)管，運營商可能會選擇不在低收入或農(nóng)村地區(qū)建設5G網(wǎng)絡，因為這可能會降低利潤率。

即使5G立即可用，市場上也很少有設備可以利用它。

中國制造的小米MIX 3智能手機（5G版）和摩托羅拉的5G Moto Mod預計將于2019年上市。蘋果預計在2020年之前不會發(fā)布5G手機。

所以，5G仍然讓人感覺很遙遠。但是這些碎片正在拼湊在一起。

One More Thing：名詞解釋

頻譜（The Spectrum）

無線電波頻率，從最低頻率(3kHz)到最高頻率(300GHz)。 FCC規(guī)定了誰可以使用頻率的范圍或頻帶，以防止用戶信號互相干擾。

低頻段（Low-Band Frequencies）

低于1GHz的頻段，傳統(tǒng)上用于廣播電臺、電視以及移動網(wǎng)絡；它們很容易覆蓋很大的范圍，并穿過墻壁，但是現(xiàn)在這些頻段太擁擠了，以至于運營商正轉(zhuǎn)向更高的頻譜范圍。

中頻段（Mid-Band Spectrum）

范圍從1GHz到6GHz，用于藍牙、Wi-Fi、移動網(wǎng)絡和許多其他應用。它對運營商很有吸引力，因為它提供了大量帶寬，與毫米波頻段范圍相比，挑戰(zhàn)更少。問題是FCC需要向運營商開放更多的頻譜。

毫米波

24 GHz或30 GHz以上的無線頻譜范圍，這取決于你問誰。這是頻譜中相對不擁擠的部分，有足夠的帶寬，這意味著運營商可以實現(xiàn)更快的速度。但是毫米波信號在長距離上不太可靠。

未授權(quán)的頻譜（Unlicensed Spectrum）

未授權(quán)給特定運營商的頻譜，例如現(xiàn)在用于家庭Wi-Fi的范圍。運營商計劃通過在未授權(quán)的頻段上提供服務來擴大他們的授權(quán)頻譜。

延遲（Latency）

設備通過網(wǎng)絡響應其他設備需要多長時間。更快的響應時間是5G的一大優(yōu)勢，這對于緊急警報系統(tǒng)或自動駕駛汽車來說是至關重要的。

網(wǎng)絡分層（Network Slicing）

在一家運營商的基礎設施上創(chuàng)建“虛擬網(wǎng)絡”的做法，每個基礎設施都有不同的屬性。例如，汽車可以連接到一個能夠使延遲最小化的虛擬網(wǎng)絡，而智能手機可以連接到為流式視頻優(yōu)化的網(wǎng)絡。