5G 前景展望：这项变革性技术未来将如何发展

5G 无线网络自 2019 年推出以来，其可用性和用例都在不断增长。2020 年，苹果率先推出了支持 5G 网络的最新款 iPhone，以此测试消费者对 5G 技术的接受程度。从那时起，5G 技术迅速普及，如今多达 62% 的智能手机都具备 5G 连接能力。网络的数量也在不断增长，Verizon、Google 和 AT&T 等许多热门的互联网服务提供商 (ISP) 都在家庭和企业提供 5G 连接。

但未来会怎样呢？5G 被誉为颠覆性技术，其带来的变革可与人工智能 (AI)、机器学习 (ML) 和物联网 (IoT) 相提并论。其中有多少是真的，有多少只是炒作？要回答这个问题，我们首先必须了解 5G 的工作原理，以及它与其他技术的不同之处。

5G（第五代移动技术）是由第三代合作伙伴计划 (3FPP) 于 2018 年制定的新蜂窝网络标准，用以取代之前的 3G、4G 和 4G LTE 标准。其目标是为兼容 5G 网络的设备和应用定义一套新标准。与其前身一样，5G 使用无线电波传输数据。但是，得益于延迟、吞吐量和带宽的改善，5G 网络可以达到更快的下载和上传速度，这使其应用范围更广泛。

由于技术的进步，5G 因其在多个行业的变革潜力而备受赞誉。这主要是因为它能够以前所未有的速度在联网设备之间快速、安全地传输大量数据。自从移动宽带发明并逐步扩展到工作和家庭生活的每个角落以来，网络和网络上运行的移动设备所产生的数据量呈指数级增长。如今，有些技术（例如 AI 和 ML）需要太多数据才能按照前几代无线网络提供的速度运行。另一方面，5G 具有快如闪电的速度和高频段频率（24GHz-40GHz），非常适合需要快速、安全地访问大量数据的应用。

下面列出了 5G 与前几代网络之间的一些主要区别。

• 更小的物理占地面积：5G 发射器比前代网络的发射器更小，其“小区” - 无线技术赖以实现连接的地理区域 - 也更小，所需的功率更低。
• 更低的错误率：5G 采用自适应调制和编码方案 (MCS)，这种数据传输方案比 3G 和 4G 网络使用的方案强大得多。这显著降低了 5G 的块错误率 (BER)，即网络上出现错误的频率。
• 更好的带宽：相比以往的无线通信网络，5G 使用更多的无线电频率，包括低频段（小于 1 GHz）、中频段（1 GHz-6 GHz）和高频段（24 GHz-40 GHz），因此可以同时支持更多设备。
• 更低的延迟：在延迟（衡量数据从一个位置传输到另一个位置所需的时间）方面，5G 的表现要明显优于前几代网络，使得用户能以更快速度完成下载文件等日常活动或在云端更加高效地办公。

与所有其他无线网络一样，5G 也依赖“小区”来运作。在每个小区内，电话、笔记本电脑或平板电脑等无线设备利用在 5G 天线和基站之间来回反射的无线电波连接到互联网。5G 技术在本质上和之前的 4G、3G 没什么不同，但它做了一些改进。值得注意的是，5G 网络的数据传输速度高达每秒 10 至 20 吉比特 (Gbps)，比 4G 快 100 倍以上。

随着针对 5G 技术打造的设备越来越多，对网络本身的需求也在增加。在北美，所有知名电信公司现在都提供 5G 服务，覆盖范围超过 2 亿家庭和企业，这一数字预计未来四年将翻一番。

以下是 5G 技术优于先前技术的三个关键领域。

新 RAT 标准

适用于蜂窝网络的 5G NR（新无线电）标准，是为所有 5G 移动通信网络定义的新一代无线接入技术 (RAT) 规范。根据 Ericsson 最近发布的一份报告，目前全球有 45% 的网络兼容 5G，到 2030 年这一数字预计将上升到 85%。

网络切片功能

随着 5G 网络的诞生，电信运营商可以在同一个 5G 基础设施上提供多个独立的虚拟网络（还包括公共网络），让用户能够远程开展更多活动，并得到前所未有的安全保障。

专用网络

除了网络切片之外，5G 还允许用户创建高度个性化且安全性更高的专用网络。很多企业为了更好地控制员工的移动办公，并提高网络安全性，正逐渐放弃公共网络，转而采用私有 5G 网络架构。

5G 网络以及在 5G 网络上运行的设备和应用程序日渐兴起，备受消费者和企业领导者关注，这一点毫不令人意外。根据 IDC 最新白皮书，到 2023 年底，仅美国的 5G 设备出货量就达到近 1.2 亿，比上一年增长了 9.3%。到 2027 年（此报告涵盖的最后一年），出货量预计将达到 1.55 亿，复合年增长率 (CAGR) 为 7.4%。

虽然全球 5G 设备出货量统计数据尚未公布，但是根据 Statista 发布的报告，2023 年全球 5G 兼容智能手机的普及率预计将达到 59%，到 2027 年这一数字预计将达到 82% 以上。

但是，除了数字之外，这种兴趣的激增究竟意味着什么呢？有时，面对新新技术，我们很难从所有令人兴奋的事情中分辨出什么是真实的。下面将详细介绍 5G 预计会影响的一些领域及其可能带来的变化。

医疗保健

在医疗行业，5G 提高了工作效率，让医生能从数据中获得更深刻的洞察，并改善了疗效。其低延迟、高速度和更高的带宽将帮助医生发现新的治疗方法，使用机器人远程执行关键手术，以及无论身在何处都能访问现场的患者信息。

更具体地说，5G 将继续做到以下几点：

• 增加可用于远程监控病人健康状况的 IoT 设备。
• 提供可靠的连接，实时呈现结果，帮助医护人员快速做出更准确的诊疗决策。
• 快速安全地传输高清照片和视频（如 X 光片和乳房 X 光片），以便可以远程判读结果。

供应链

随着 5G 连接的普及，其闪电般的速度和更高的可靠性将使全球供应链受益。全球贸易所依赖的网络日益数字化，它们的运行比以往任何时候都更依赖于高速数据传输能力和 5G 速度。供应链的数字化和自动化程度越高，就越能利用 5G 来提高效率、降低成本和增强安全性。

如今，5G 服务已广泛应用于供应链基础设施，包括机场、港口、火车站和其他重要的物流枢纽，但其潜力尚未得到充分挖掘。在不久的将来，5G 连接预计将在改进员工和客户体验方面发挥更大的作用。目前，已经开展了一些 5G IoT 试点项目，包括使用货架传感器监测商品数量并在缺货时及时补货、部署无收银员结账技术，以及使用高清摄像头和无人机替代安保人员等。

固定无线接入网络

“固定”无线连接的概念（一种通过无线电波而不是通过电缆或光纤在家中或企业提供无缝无线体验的互联网连接）有助于以低廉的价格向更多人群和更多地方提供互联网服务。在固定的 5G 生态系统中，天线安装在房屋或营业场所，连接到最近的 5G 发射器。5G 固定无线网络可以提供与光纤或电缆连接相同的速度、连接性和可靠性，而成本仅为光纤或电缆连接的一小部分。

根据世界银行最近的一篇博客，通过提供互联网连接（特别是无线接入），每年可帮助数百万人摆脱贫困。5G 技术能够以低得多的成本为数百万人带来同样的效益，这可能会改变游戏规则，让多年来一直没有互联网连接的社区享受到互联网连接的好处。

智慧城市

城市，特别是拥挤的市中心，或许是 5G 连接最为重要的用武之地。长期以来，由于大量的人流和车流，城市中心饱受交通拥堵、空气污染和噪音污染等问题困扰，而 5G 连接可以极大地改变这一现状。随着一些城市借助通过 5G 进行连接的 IoT 传感器改善交通状况和空气质量，5G 对于城市的价值已经有所显现，但未来可能会推动更多创新发展。

对于智慧城市而言，5G 最大的用武之地便是帮助实现一系列 AI 功能。目前，已开展一些试点项目，尝试利用 5G 赋能的 AI 功能来帮助城市更加智能地完成一些任务，如能源管理、911 电话转接等。在维也纳，人们可以使用 AI 聊天机器人 WienBot来解决各种问题，不论是寻找附近的饮水机或餐厅之类的简单问题，还是续签护照、申请旅行签证等复杂任务。

边缘计算和 AI

最后，边缘计算（一种严重依赖 5G 以在更靠近数据源的地方执行计算的计算框架）有望帮助企业实现对数据前所未有的控制，并以比现在更快的速度提取洞察。边缘计算的一个特别有增长潜力的领域是云计算。在云计算中，AI 需要大量电力来处理海量数据，而 5G 连接和可靠性是企业实现价值的关键。例如，在聊天或个人理财应用中，将数据从一个点发送到另一个点需要额外的电力和资源，而如果在源头对数据进行分析，就能省去这些额外的电力和资源。

不久的将来，边缘计算有可能使我们能够对大量数据进行实时 AI 分析，让所有领域 - 从健身和健康应用程序到卫星和无人机等远程操作载具 - 发生改观。鉴于其潜力巨大，采用 5G 赋能的边缘计算正迅速成为企业数据处理的标准。根据 Gartner 这份白皮书，到 2025 年，75% 的企业数据将通过边缘计算进行处理（目前只有 10%）。

想要充分利用 5G 未来所蕴含的所有可能性，您需要一个专门为其打造的平台。借助 IBM Cloud Satellite，您可以在 5G 网络上跨本地、边缘计算和公有云环境协调一致地部署和运行应用程序。这一切都得益于 IBM Cloud 内部安全且可审计的通信。