一個(gè)簡(jiǎn)單且神奇的公式
今天的故事，從一個(gè)公式開(kāi)始講起。
這是一個(gè)既簡(jiǎn)單又神奇的公式。說(shuō)它簡(jiǎn)單，是因?yàn)樗还仓挥?3 個(gè)字母。而說(shuō)它神奇，是因?yàn)檫@個(gè)公式蘊(yùn)含了博大精深的通信技術(shù)奧秘，這個(gè)星球上有無(wú)數(shù)的人都在為之魂?duì)繅?mèng)繞。
這個(gè)公式，就是它——
我相信很多同學(xué)都認(rèn)出這個(gè)公式了，如果沒(méi)認(rèn)出來(lái)，而且你又是一個(gè)理科生的話，請(qǐng)記得有空多給你的中學(xué)物理老師打打電話！
解釋一下，上面這個(gè)公式，這是物理學(xué)的基本公式，光速=波長(zhǎng)×頻率。
對(duì)于這個(gè)公式，可以這么說(shuō)：無(wú)論是 1G、2G、3G，還是 4G、5G，萬(wàn)變不離其宗，全部都是在它身上做文章，沒(méi)有跳出它的“五指山”。
且聽(tīng)我慢慢道來(lái)。
02
有線？無(wú)線？
通信技術(shù)，無(wú)論什么黑科技白科技，歸根到底，就分為兩種——有線通信和無(wú)線通信。
我和你打電話，信息數(shù)據(jù)要么在空中傳播（看不見(jiàn)、摸不著），要么在實(shí)物上傳播（看得見(jiàn)、摸得著）。
如果是在實(shí)體物質(zhì)上傳播，就是有線通信，基本上就是用的銅線、光纖這些線纜，統(tǒng)稱(chēng)為有線介質(zhì)。
在有線介質(zhì)上傳播數(shù)據(jù)，速率可以達(dá)到很高的數(shù)值。
以光纖為例，在實(shí)驗(yàn)室中，單條光纖最大速度已達(dá)到了26Tbps。。。是傳統(tǒng)網(wǎng)線的兩萬(wàn)六千倍。。。
光纖
而空中傳播這部分，才是移動(dòng)通信的瓶頸所在。
目前主流的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，是 4G LTE，理論速率只有 150Mbps（不包括載波聚合）。這個(gè)和有線是完全沒(méi)辦法相比的。
所以，5G 如果要實(shí)現(xiàn)端到端的高速率，重點(diǎn)是突破無(wú)線這部分的瓶頸。
03
好神奇的波
大家都知道，無(wú)線通信就是利用電磁波進(jìn)行通信。電波和光波，都屬于電磁波。
電磁波的功能特性，是由它的頻率決定的。不同頻率的電磁波，有不同的屬性特點(diǎn)，從而有不同的用途。
例如，高頻的 γ 射線，具有很大的殺傷力，可以用來(lái)治療腫瘤。
電磁波的不斷頻率
我們目前主要使用電波進(jìn)行通信。當(dāng)然，光波通信也在崛起，例如 LiFi。
LiFi（Light Fidelity），可見(jiàn)光通信
不偏題，回到電波先。
電波屬于電磁波的一種，它的頻率資源是有限的。
為了避免干擾和沖突，我們?cè)陔姴ㄟ@條公路上進(jìn)一步劃分車(chē)道，分配給不同的對(duì)象和用途。
不同頻率電波的用途
請(qǐng)大家注意上面圖中的紅色字體。一直以來(lái)，我們主要是用中頻~超高頻進(jìn)行手機(jī)通信的。
例如經(jīng)常說(shuō)的“GSM900”、“CDMA800”，其實(shí)意思就是指，工作頻段在 900MHz 的 GSM，和工作頻段在 800MHz 的 CDMA。
目前全球主流的 4G LTE 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，屬于特高頻和超高頻。
我們國(guó)家主要使用超高頻：
大家能看出來(lái)，隨著 1G、2G、3G、4G 的發(fā)展，使用的電波頻率是越來(lái)越高的。
這是為什么呢？
這主要是因?yàn)椋l率越高，能使用的頻率資源越豐富。頻率資源越豐富，能實(shí)現(xiàn)的傳輸速率就越高。
更高的頻率更多的資源更快的速度
應(yīng)該不難理解吧？頻率資源就像車(chē)廂，越高的頻率，車(chē)廂越多，相同時(shí)間內(nèi)能裝載的信息就越多。
那么，5G 使用的頻率具體是多少呢？
如下圖所示：
5G 的頻率范圍，分為兩種：一種是 6GHz 以下，這個(gè)和目前我們的2/3/4G 差別不算太大。還有一種，就很高了，在 24GHz 以上。
目前，國(guó)際上主要使用 28GHz 進(jìn)行試驗(yàn)（這個(gè)頻段也有可能成為 5G 最先商用的頻段）。
如果按 28GHz 來(lái)算，根據(jù)前文我們提到的公