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療和混合現實，再到迄今為止無法想象的技術，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、永遠在線的互聯網連接。

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，移動產業都需要研發新的技術，這種技術名為5G——之所以這么命名，是因為它是第五代無線網絡技術。

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網絡的速度不會這么快。5G不是單一的技術或標準，而是不同技術的組合，部署它們可能需要一種與構建4G網絡完全不同的方法。

運營商已經推出了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）技術的移動網絡，但這種技術可能在未來幾年內不會被廣泛使用。

與此同時，運營商可能會建立基于其他技術的5G網絡，這些技術比現在的網絡更快，但可以在很大程度上依賴現有的基礎設施。

5G不僅僅是速度提升；5G技術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，聯網的汽車、環境傳感器、恒溫器和其他設備的數量將會大幅度增加。

5G的率先部署非常重要。 美國各行各業的行業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年實現全國范圍內部署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？

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

第二代移動無線網絡建于20世紀90年代，是基于數字化技術的——使得加密通話成為可能，無線頻譜的利用也更有效；同時，撥號互聯網或早期DSL服務的數據傳輸也成為可能。

第三代移動無線網絡給數字網絡帶來了帶寬提升，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。美國聯邦通信委員會（FCC）規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。

傳統上，移動網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。但現在這些頻段已經非常擁擠，以至于運營商開始轉向更高的頻譜范圍。

第一批3G網絡是在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覆蓋和移動互聯網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，美國的應用經濟就真正開始了。 那個月，蘋果發布了App Store，幾個月后，第一批使用谷歌Android操作系統的手機開始在美國上市。

很快，曾經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，美國率先轉向了4G，隨著運營商擴張和升級網絡，這帶來了巨大的就業和創新增長。

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

世界各地的運營商已經開始為5G構建測試網絡，盡管這項技術的核心規范始于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在這些網絡中使用的技術，實際上就是競爭對手T-Mobile 已經在使用的4G 技術。

與此同時，包括AT&T在內的運營商正在測試高速“毫米波”網絡。盡管今天的智能手機無法連接到5G網絡，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業的覆轍。

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網絡，其蓬勃發展的科技產業將創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優勢。

連接到網絡的設備越多，數據就越多。用于訓練算法的數據更多可能意味著更好的人工智能應用。

為了更快地建設5G網絡，電信行業宣稱，它需要獲得使用更多無線頻率的授權，在基礎設施建設方面，也需要更少的監管。

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

正是這種技術可以實現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絡中。

部署所有這些額外的接入點并將它們連接到互聯網將會很昂貴，也會耗費大量時間。

為了抵消這些成本，無線行業正在尋找技術解決方案。

例如，包括Facebook和一些電信公司在內的電信基礎設施項目正在開發一種名為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網絡的獨立研究發現，毫米波比預期的更有彈性，但是全國范圍內的毫米波網絡可能需要幾年時間才能建成。

因此，世界各地的運營商現在轉向無線頻譜的“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，這使得使用大型發射塔覆蓋區域成為可能。

FCC已經批準了一些提案，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Recon Analytics的數據，運營商從購買使用頻譜的授權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。

消費者權益保護者擔心，對5G的狂熱正在破壞公眾對無線行業的監督。例如，FCC在2017年取消了其網絡中立保護，令人懷疑的是，更少的監管會導致對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網絡為由，投票否決了州和地方關于無線設備放置的規定。與此同時，T-Mobile和Sprint正在推動監管機構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，如果沒有監管，運營商可能會選擇不在低收入或農村地區建設5G網絡，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，傳統上用于廣播電臺、電視以及移動網絡；它們很容易覆蓋很大的范圍，并穿過墻壁，但是現在這些頻段太擁擠了，以至于運營商正轉向更高的頻譜范圍。

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更快的速度。但是毫米波信號在長距離上不太可靠。

未授權的頻譜（Unlicensed Spectrum）

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

延遲（Latency）

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

網絡分層（Network Slicing）

在一家運營商的基礎設施上創建“虛擬網絡”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絡，而智能手機可以連接到為流式視頻優化的網絡。