各快 100 倍?4G、5G、6G 相差這麼多嗎

二狗子今天晚上有點 emo,爲什麼呢?

原來是二狗子心心念很久的一個手游上線了,二狗子興沖沖地下載了 40 多分鐘,終於下載完了遊戲。結果打開遊戲一看,發現遊戲內部的更新寫着預計 30 分鐘完成更新。這就把二狗子搞得 emo 了。

二狗子突然發現自己的室友已經在這款遊戲的新手村大殺四方了。

“你怎麼這麼快?”二狗子問。

“我用手機流量下載的,5G,當然快。”室友都沒看二狗子一眼,沉浸在自己的遊戲世界裏。

5G 真的有這麼快嗎?好學的二狗子就讓遊戲保持着後臺更新,在網上衝浪學習下知識充實自己。

5G發展得如何?

二狗子首先想了解下 5G 發展得如何了,就在百度上搜索了下。

5G 自被提出以來,截至 2023 年 5 月,95 個國家(地區)的 256 家網絡運營商推出商用 5G 服務,全球 5G 人口覆蓋率約 30.6%。中國建成 5G 基站 264.6萬個,佔全球比例超過 60%。全球 5G 用戶達到 11.5 億,中國佔比 58%。

“全球 11.5 億 5G 用戶,中國佔 58%,那就是 6.67 億,中國人口現在是14億,也就是將近一半的人都用上了 5G。”二狗子看着自己的蘋果 11 手機,原本覺得還能再戰 2 年,現在不禁陷入了沉思。

“4G 也挺好用的呀,平時打遊戲、發微信也一點都不卡呀。5G 真的有這麼牛嗎?”

更快的速度

二狗子使用的 4G 都是低頻段,它的優點在於性能好,覆蓋面廣,但缺點就是用的人多,數據傳輸的“路”就會出現擁窄現象。儘管已經對現有的技術進行過優化,但速率的提供依舊有限。而 5G 使用的就是高頻段,使用高頻不但能緩解低頻資源的緊張,由於沒有擁窄現象,使得“道路”更加寬廣,提高帶寬的速率。

在理想情況下,5G 可以提供高達 10Gbps 的峯值數據下載速率,4G 的峯值速率大概爲 100Mbps,速度提升 100 倍。也就意味着,用戶使用 5G 能在幾秒內下載 1G 大小的高清視頻。

而以常用的視頻業務爲例,4G 網絡的平均用戶體驗速度下行爲 30-50Mbps、上行爲6-8Mbps,能夠滿足一路高清視頻的在線播放需求,而 4K 直播視頻需要最低 25Mbps 的下載速度,4G 基本達不到這個要求,會出現卡頓、超高延遲等現象、而5G 網絡的平均用戶體驗速度下行爲 100Mbps、上行爲 50Mbps,在 5G 環境下 4K 視頻直播成爲可能。另外,VR/AR 對帶寬的需求是巨大的,5G 讓 VR 等虛擬化實現成爲可能。

增強的安全能力

基於前幾代移動通信演進過程中累積的經驗,5G 網絡對安全機制考慮更加充分,具有更全面的數據安全保護、更豐富的認證機制支持、更嚴密的用戶隱私保護及更靈活的網間信息保護。

數據安全保護

從 3G 到 4G,通信系統只對網絡信令進行完整性保護、避免被惡意篡改,並未對用戶數據進行完整性保護。而在 5G 通信中,數據應用越來越廣泛,除了對網絡信令進行完整性保護,還增強了對用戶數據的完整性保護,確保用戶數據在空中接口傳輸時不被惡意篡改。

認證機制支持

相較於之前的通信網絡,5G 具有更豐富的認證機制支持,不僅增強了歸屬網絡對認證的控制,還具有靈活的可拓展框架。

5G 支持多種接入技術,如 4G 接入、WLAN 接入以及 5G 接入,爲了使用戶可以在不同接入網間無縫切換,5G 在認證方面集成了 3G 時候使用的 AKA(Authentication and Key Agreement)框架,但機制和能力上做了一定的增強,不僅提供對用戶的認證,還提供對訪問網絡的認證。另外,5G 採用統一的認證框架,新引入擴展認證協議 EAP,其支持多種認證協議和各種應用場景下的雙向身份鑑權,讓認證機制支撐更加豐富。

用戶隱私保護

在用戶隱私保護方面,5G 相對於之前的通信網絡具備更嚴密的加密措施,能在更大力度上保護用戶隱私不受侵犯。

5G 通信網絡利用用戶卡上存儲的歸屬運營商的公鑰對永久用戶標識進行加密,不再明文傳輸國際移動用戶識別碼。爲抵禦中間人攻擊,歸屬運營商的公鑰直接預置在用戶卡內,有效地保護了用戶的隱私。其次,在 5G 通信網絡中,切片選擇輔助信息 NSSAI (Network Slice Selection Assistance Information) 可區分不同類型的 5G 網絡切片,在用戶初始接入網絡時,NSSAI 知識基站及核心網網元將其路由到正確的切片網絡,5G 網絡可對 NSSAI 敏感信息進行隱私保護。

網間信息保護

5G 網絡中引入了 SEPP,其作爲運營商核心網控制面之間的邊界網關,所有跨運營商的信息傳輸均需要通過 SEPP 進行處理和轉發,SEPP 在運營商之間建立 TLS 安全傳輸通道,對傳輸的信息中需要進行保護的字段進行機密性和完整性保護,從而有效防止數據在傳輸過程中被篡改和竊聽。

強大的邊緣計算能力

與 4G 時代不同,雲端協同的方式已經不足以滿足部分業務的需求,而是出現了雲-邊-端一體的解決方案,以滿足對網絡傳輸和服務計算的延時提出了更高需求的新業務。邊緣計算作爲 5G 時代新型網絡架構的主要特徵之一,部署在無線基站等網絡邊緣,將計算能力和服務能力下沉,就近向用戶提供服務。

淺聊 6G

二狗子在瞭解了 5G 後,不禁感慨 5G 的強大。突然看到一篇《比 5G 快 100 倍的 6G 要來了》標題的文章。二狗子大感喫驚,5G 的速度已經是 4G 的 100 倍了,那 6G 不是相當於 4G 的一萬倍。二狗子被文章的標題吸引,忍不住點了進去,看完文章後大概對 6G 有了一定的瞭解。

6G 是更先進的下一代移動通信系統,其內涵將遠超通信範疇。6G 如同一個巨大的分佈式神經網絡,集通信、感知、計算等能力於身,深度融合物理世界、生物世界和數字世界,真正開啓“萬物智聯”的新時代。

6G 提供通用、高性能的無線連接,在速度上可媲美光纖。大家對 6G 無線接入網的期待非常高,Tbps級峯值速率、10~100Gbps體驗速率、亞毫秒級時延、十倍於5G的連接密度、釐米級定位、毫米級成像、基於可控誤差分佈的端到端系統可靠性等指標的達成,不僅能實現以人爲本的沉浸式業務,還將加速垂直行業的全面數字化轉型和生產力升級。

與 5G 的微基站無法做到全面覆蓋不同,6G 將整合地面網絡和非地面網絡,提供全球覆蓋,給當前未聯網的區域提供網絡連接。隨着衛星製造和發射成本的降低,衆多低軌或超低軌(LEO/LEO)衛星將應用於非地面網絡,大型超低軌衛星極有可能成爲 6G 的重要組成部分。超低軌衛星系統的定位也更精確,這不僅對自動駕駛有着決定性的影響,在地球感測與成像方面也發揮着重要作用。

另外,6G 還可以做到原生 AI 支持、通感一體化、原生數據保護以及綠色可持續發展,在各個維度都比 5G 強大了不少。

二狗子在瞭解完 5G 和 6G 相關知識後,又看了下手機後臺的遊戲仍然在更新中,覺得原來還能再戰兩年的手機瞬間不香了,他咬咬牙決定換一個更“香”的支持 5G 的手機……

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