5G——无线技术的下一个重要篇章——终于接近主流。虽然我们还没有达到随处可见的程度，但如今几乎所有最好的智能手机都支持5G，而且你更有可能在手机上看到5G图标亮起。
不过，5G不仅仅是一个花哨的新数字。对于运营商来说，该技术的推出要复杂得多，因为它覆盖的频率范围比旧的4G / LTE技术要广泛得多，并且每种技术都有不同的权衡。这也是一种影响更深远的无线技术，有望实现曾经只是未来科幻小说中梦想的那种全球连接。
所有这些围绕5G的炒作可能会让你想知道该怎么做，但好消息是，它对消费者来说并不像你想象的那么复杂。它最终归结为了解您生活和工作的地方的5G服务是什么样的，决定最好的5G手机，并选择最佳的5G手机计划。
尽管如此，借助5G网络提供的强大新功能，更深入地了解其工作原理可以帮助您做出正确的决策。以下是您需要了解的有关 5G 的所有信息。
简而言之，5G是正在慢慢取代4G / LTE网络的第五代移动网络。与5G网络相比，4G具有显著更快的下载和上传速度的潜力，以及更低的延迟（设备与无线网络通信所需的时间）。
此外，5G网络本质上效率更高，每个塔处理更多的连接，每个设备的速度更快。它还设计用于在更广泛的无线电频率（又名频谱）范围内工作，为运营商扩展其网络产品开辟了中频和极高频（EHF）毫米波（毫米波）频段的新可能性。由于5G是一项全新的技术，可以在新的频率和系统上运行，因此仅4G的手机与新的5G网络不兼容。
第一批5G网络于2019年开始部署，但下一代网络的基础早在几年前就奠定了。5G标准架构创建于2016年，届时网络和消费者双方的每家公司和个人都可以开始制造符合新5G标准的设备。
在这一点上，5G还没有达到市场总饱和 - 但它已经接近了。建立一个全新的网络需要大量的投资。例如，4G / LTE在2010年首次在美国部署后花了大约三年时间才达到主流地位。然而，4G / LTE不必经历与较新的5G技术相同的成长痛苦，因为相比之下，它更容易部署。所有主要的美国运营商都使用相同的基本4G / LTE技术。
对于5G，运营商必须采取独特的方法来解决现有的4G / LTE部署，同时还要努力获得更高频率的许可证，这是实现5G最大承诺所必需的：超快千兆位速度。这需要更多时间，而且一路上遇到了一些障碍。
5G成为全球主导网络可能还需要一两年的时间，但我们肯定越来越近了，特别是在美国T-Mobile已经吹嘘其最快的5G覆盖范围可供2.6亿人使用，预计到2023年底将增长到超过3亿 - 或美国人口的90%。虽然T-Mobile领先于竞争对手，但其他公司正在迅速迎头赶上：本月早些时候，Verizon宣布已超过2亿大关。
这些数字也仅指运营商的增强型5G网络。根据运营商的不同，标准的低频段5G已经覆盖了85%至95%的美国人口。虽然这些低频段频率不能提供同样令人印象深刻的速度，但它们提供了其他好处 - 以及取代4G / LTE的能力。
与4G一样，5G技术在广泛的无线电频谱分配上运行，但能够在比当前网络更广泛的范围内运行。对于5G，有三种不同的频率范围以不同的方式工作。最常见的5G形式传统上被称为Sub-6，但最近分为两个子类别。除此之外，毫米波（mmWave）的工作频率要高得多，但需要进行一些重要的权衡。
sub-6（低频段）：Sub-6GHz的缩写，术语Sub-6在技术上包括运行在5GHz阈值以下的所有6G频率。然而，在5G的早期，这几乎完全由2GHz以下的低频段频率组成 - 与2G，3G和4G / LTE网络多年来使用的频谱相同。大多数运营商使用这些频率开始他们的5G部署，因为这是最简单，最实惠的开始方式;5G硬件可以共享4G / LTE服务使用的相同塔和无线电波，并且由于低频段频率传播得更远，更轻松地穿透墙壁，树木和其他障碍物，运营商也不必建立大量新塔来覆盖5G覆盖区域。然而，使用这种低频段频谱有一个缺点：5G性能并不比以前的4G / LTE服务快得多。事实上，在某些情况下，它实际上可能会更慢，因为5G流量必须为使用相同频率的旧4G / LTE信号提供数字通行权。
毫米波：5G频谱的另一端是毫米波，这是EHF频谱的一部分，5G目前在24GHz和39GHz之间的频率下运行，尽管未来可能会扩大到更高。顾名思义，这些频率的波长非常短，这意味着它们根本不会传播很远——充其量是几个城市街区。好处是，5G可以在毫米波上提供惊人的性能 - 在理想条件下轻松达到4Gbps的下载速度。更重要的是，这种更高的容量还可以更好地覆盖体育场、音乐会场地和机场等密集区域。然而，要覆盖一个具有这种令人难以置信的快速覆盖的区域需要数千个小型网络小区 - 覆盖纽约市95%的面积将需要近60，000个单独的毫米波塔。这就是为什么Verizon早期的5G覆盖范围完全依赖于mmWave，仅在几个主要城市的市中心可用。
sub-6（中频/C 波段）：为了实现5G的承诺，运营商和监管机构需要在超快但极短距离的毫米波和低频段频率之间找到一个满意的媒介，后者提供广泛的范围，但速度没有比4G应该取代的5G / LTE网络有意义的提高。答案是在（大部分）新的中频频率范围内找到的，从T-Mobile的2.5GHz网络到Verizon和AT&T许可的3.7GHz至3.98GHz C波段频谱。该频谱已成为5G的最佳选择，提供比毫米波更好的范围，同时提供近千兆位的性能水平，使4G / LTE网络尘埃落定。
今天，美国主要运营商已经在这三种频谱中部署了5G，尽管他们采取了略有不同的方法。Verizon首先在少数几个城市使用毫米波，然后在5年底推出其全国低频段2020G网络，然后在2022年初推出其C波段频率。T-Mobile从一个非常低频段的600MHz网络开始，使其成为第一个在美国所有50个州提供全国5G的网络，然后利用其从2020年与Sprint合并中获得的2.5GHz中频频谱，在构建其更快的5G网络方面领先一步。它仅在体育场等绝对需要更高容量的地方部署更快的毫米波。AT&T略微落后于其两个竞争对手;它拥有庞大的低频段5G网络，与T-Mobile一样，它使用毫米波收发器覆盖更密集的区域，但到目前为止，其C波段部署仅覆盖了十几个城市。
显然，5G比4G快，但比3G快多少？简短的回答是：“这取决于。由5GPP开发的电信技术标准有些复杂，但以下是5G在最佳条件下能够达到的速度的一般概述：
峰值数据速率：5G 提供明显更快的数据速度。峰值数据速率可以达到每个移动基站20Gbps的下行链路和10Gbps的上行链路。这不是您在5G上体验到的速度（除非您有专用连接） - 这是小区上所有用户共享的速度。即便如此，这也是代表5G标准上限的理论最大值。真实世界的 5G 速度：虽然峰值数据速率听起来令人印象深刻，但实际速度会低得多，并且根据许多因素而有很大差异，包括信号在什么频谱上传输以及您离最近的塔有多远。典型的 5G 下载速度范围从 50Mbps 到 3Gbps 以上。最近的报告显示，全国下载速度的中位数在100Mbps到200Mbps之间。延时：延时是指在开始传输数据之前建立网络连接所需的时间。这对冲浪和游戏等活动有很大的影响，在这些活动中，少量的数据会定期来回发送。在理想情况下，延时应低于 4 毫秒 （ms），但越低越好。最好的有线光纤网络可以提供 1 毫秒到 2 毫秒的延迟。效率：无线电接口在使用时应节能，不使用时应降至低能耗模式。理想情况下，无线电应该能够在不使用时在 10 毫秒内切换到低能量状态。频谱效率：频谱效率是“优化使用频谱或带宽，以便能够以最少的传输错误传输最大的数据量。例如，5G应该在30位/赫兹下行链路和15位/赫兹上行链路上提高LTE的频谱效率。流动性：对于5G，基站应该支持从0到310英里/小时的移动。这意味着无论天线移动，基站都应正常工作。低频段和中频段5G频率比毫米波频谱中的频率更能处理这个问题。然而，这不太可能是一个实际问题，因为一旦你开始以更快的速度移动，你更有可能离开毫米波覆盖。连接密度：5G可以支持比4G / LTE更多的连接设备。该标准指出，5G应该能够支持每平方公里1万个连接设备。这个巨大的数字考虑到了将为物联网（IoT）提供动力的大量连接设备。连接这么多设备后，您将获得什么样的性能是另一回事，但这就是毫米波提供显着优势的地方。在现实世界中，实际的5G速度差异很大。最终，中频网络将能够通过载波聚合等技术提供每秒几千兆位（Gbps）的速度，但就目前而言，如果您在中频/ C波段网络上，您可以期望看到大约200Mbps至400Mbps的速度，而在低频段100G服务上则低于5Mbps。在理想条件下，这些数字可能会更高——我们已经在C波段频率上测量了千兆位速度，但这远非典型。通常，您需要相对独自靠近毫米波收发器才能获得这些速度。请记住，您还与使用同一塔的其他人共享可用的任何带宽，因此在繁忙地区的一天中的高峰时段，您的性能会下降。
如果您使用的是低频段5G，您可能会发现您的连接速度并不比4G / LTE快。在某些情况下，它甚至可能更慢。这主要是由于4G / LTE流量仍在使用这些频率。早期的低频段5G部署使用称为动态频谱共享（DSS）的技术“搭载”到4G / LTE塔上。这允许5G和4G / LTE流量在同一无线电波上共存，但由于DSS是5G功能，因此5G流量必须为4G / LTE信号腾出空间。好消息是，随着越来越多的人转向5G智能手机，低频段5G性能将得到改善，并且需要应对的4G / LTE流量将减少。
由于中频5G提供的性能比低频带5G频率好得多，因此每个运营商都努力通过手机上的独特品牌名称和特殊状态栏图标来推广这些增强的5G服务。这让客户知道他们何时使用最好的5G，同时也使他们与竞争对手区分开来。
AT&T实际上是第一个推出特殊5G品牌的公司，但不幸的是，最初的尝试只是把水搅浑了，因为它甚至不代表真正的5G网络。AT&T所谓的5G演进（5GE）网络只不过是一个营销噱头;该运营商重新命名了其新升级的4G / LTE Advanced网络，声称这是“向5G演进”的第一步。实际上，这是Verizon和T-Mobile已经提供的4G / LTE网络技术，错误地贴上标签，让人们认为AT&T在推出5G方面击败了其他公司。
在因这一愚蠢的举动而受到理所当然的嘲笑之后，AT&T的5G计划变得更加保守。然而，它仍然是第一个在2020年初引入独特名称的公司，以将其毫米波服务与其更广泛的低频段网络区分开来。AT&T称之为“5G Plus”（5G +），最初在大约35个城市的市中心可用。2022年初，AT&T将其新的C波段频谱添加到5G +网络中，在这一年中增加了美国十几个城市的覆盖范围。
Verizon在2020年底推出了5G超宽带（5G UW）。与AT&T不同，这是自Verizon仅使用mmWave开始5G以来整个5G网络的品牌重塑。在Verizon的首席执行官借此机会登上苹果iPhone 5发布会的舞台并宣布该运营商的新12G全国服务之后，5G UW名称变得必要 - 一个低频段5G网络，将把5G带到全国其他地区。与AT&T一样，Verizon在5年初将其2022G超宽带服务扩展到新的C波段频率，几乎在一夜之间将5G UW覆盖范围扩大到超过100亿客户。
与此同时，T-Mobile自2020年从Sprint收购该频谱以来，一直在缓慢构建2.5GHz中频网络。“Uncarrier”已经提供了比其竞争对手更好的容量和速度，后者必须从联邦通信委员会（FCC）获得新的C波段频谱，并与航空业的担忧作斗争。然而，T-Mobile直到2021年才完全标榜其中频网络，将其称为5G Ultra Capacity（5G UC），以区别于其低频段5G扩展范围网络。
那么，您应该期望何时在附近使用5G？如果你住在人口相对稠密的地区，至少有一家（可能也是所有）主要运营商已经提供5G。T-Mobile，AT&T和Verizon早已推出了使用低频段5G的“全国性”网络。今天，这些网络共同覆盖了美国90%以上的人口。
美国三大运营商都在继续建设他们的中频5G网络，虽然Verizon和T-Mobile现在覆盖了美国的大部分人口，但我们可能需要几年时间才能实现无处不在的5G覆盖。每个 5G 运营商的 5G 部署策略也略有不同，因此您的体验会因运营商而异。以下是我们目前掌握的有关每个运营商部署计划的所有详细信息。
Verizon的5G全国低频段网络在技术上比AT&T和T-Mobile小，因为它推出得更晚。Verizon花了数年时间构建毫米波，然后才开始其低频段5G全国部署，该部署仅在2020年底到来。自从毫米波开始以来，Verizon提供了更多数量的小型毫米波蜂窝，覆盖了80多个城市的市中心。这仍然不足以提供一个有意义、可靠和广泛的毫米波网络，但Verizon在过去一年中通过其新的C波段覆盖范围显着扩展了这一网络。截至 2023 年 5 月，Verizon 的 5G 超宽带网络已覆盖 2 亿人。随着运营商继续扩展到更多的农村地区，其较小的低频段网络将变得不那么重要。
威瑞森5G覆盖地图
AT&T拥有广泛的低频段5G网络，覆盖全国约2.85亿人。但是，您获得的5G连接类型取决于您居住的地方。与Verizon一样，它在早期严重依赖mmWave，但它也看到了墙上的文字，并更快地过渡到低频段5G的推出。这意味着毫米波覆盖范围比Verizon（大约39个城市的核心区域）少，但低频段网络要广泛得多。AT&T 的 5G+ 服务始于这少数毫米波蜂窝，于 2022 年初在 C 波段频谱中滚动。尽管如此，AT&T仍在追赶其竞争对手，到目前为止，它只在大约十几个城市部署了完整的C波段覆盖，使提供5G +的城市总数达到50个左右。
AT&T 5G覆盖图
T-Mobile 5G凭借强大的全国覆盖范围和覆盖美国75%以上人口的中频5G网络，将其竞争对手甩在了尘土中。这使得T-Mobile拥有最快的中位数下载速度，因为更多的客户能够访问其5G 服务网络。T-Mobile也是第一家在所有50个州部署全国5G网络的运营商，尽管最初的网络 - 现在称为5G扩展范围（5G XR） - 依赖于最低的低频段频率，所以它不是特别快。然而，由于5G 服务网已经覆盖了2.6亿人，而T-Mobile承诺到2023年底将其扩展到3亿人，大多数客户很少会遇到运营商的低频段5G XR网络。
T-Mobile 5G覆盖图
如今很难找到没有5G的手机，这要归功于运营商积极的网络部署和包括5G无线电在内的更实惠的移动芯片组的开发。因此，当您寻找最好的5G手机时，您实际上只是要求整体上最好的手机。
现在，这意味着iPhone 14和iPhone 14 Pro，三星Galaxy S23和S23 Ultra，Google Pixel 7以及OnePlus和摩托罗拉的更便宜的手机。这些手机中的每一个都有5G - 尽管在某些情况下，在更便宜的一端，你可能只得到Sub-6而不是mmWave。但是，这没什么可担心的;正如我们已经提到的，毫米波与其说是一种要求，不如说是一种“很高兴拥有”，而且您甚至不太可能在大多数时候遇到毫米波信号，更不用说需要一个了。
凭借令人难以置信的速度和低延迟，5G作为家庭无线网络的替代品具有很好的潜力。在农村地区尤其如此，那里很难获得快速有线互联网，唯一的其他选择是卫星互联网。虽然功能肯定存在，但5G家庭互联网需要一段时间才能真正推出。
我们距离5G为我们家庭中的每个设备带来直接连接的承诺还有几年的时间，因此今天的5G家庭互联网解决方案，也称为固定无线接入（FWA），只是用5G设备取代您的有线宽带路由器;Wi-Fi 和有线以太网连接仍然用于连接您家中的所有内容。
Verizon提供5G家庭互联网，起价为每月25美元，最近在其5G超宽带服务中增加了C波段频谱，这意味着它现在可以在1，700个城市使用。可悲的是，这仍然限制了农村地区获得该服务的机会，而农村地区的服务可能更有帮助。速度会因您居住的地方而异;Verizon有一个查找工具，您可以使用该工具来获取估计值，但不要指望这些工具可以与宽带服务相媲美，除非您居住在毫米波覆盖的地区。
AT&T尚未向消费者提供5G家庭互联网，尽管其基于4G的固定无线接入计划仍可用于农村地区。这最终可能会升级到5G，但现在这样做没有多大意义，因为AT&T的低频段5G网络没有提供任何性能改进，而且其5G Plus（5G +）网络还没有到达足够多的地方。
T-Mobile于2021年推出了家用5G互联网服务，以增强其全国服务。每月只需 30 美元（如果您已经是 T-Mobile Magenta Max 用户），您就可以获得无限的互联网，速度从 33Mbps 到 182 Mbps 不等，具体取决于您所在的位置。不过，与竞争对手不同的是，T-Mobile的5G家庭互联网可在其5G 服务网络和5G扩展范围网络上使用，使其成为农村地区客户的绝佳选择。它也是最受欢迎的5G家庭互联网服务;自推出以来，T-Mobile现在正在庆祝1万家庭互联网客户。
有很多理由对移动通信以外的5G感到兴奋。虽然额外的带宽和更低的延迟意味着更快的下载、流媒体和游戏性能，但 5G 最有前途的部分是它能够为更广泛的设备和应用程序提供无线连接。我们已经看到私有5G网络正在大学校园，度假村甚至零售业务中取代或补充传统Wi-Fi。5G 提供的更低延迟、更高容量和更大范围使其成为在 Wi-Fi 无法削减它的区域提供广泛的“始终在线”连接的理想选择。
虽然5G通常被视为移动技术，但它也有望对家庭宽带和无线连接产生重大影响。如上一节所述，运营商现在提供依赖5G连接而不是电缆或光纤的家庭互联网服务。虽然它还没有提供光纤或电缆的速度，但它对于日常冲浪、流媒体和浏览来说绰绰有余，并且比许多农村地区可用的有线选项更好。
更重要的是，5G连接有朝一日可能会完全取代您的家庭路由器，您家中的所有设备都直接连接到5G网络。在此之前，需要解决安全和性能问题，但这方面的工作已经在进行中。
5G的低延迟使其成为自动驾驶汽车的理想选择，允许与道路上的其他车辆进行实时通信，提供有关路况的最新信息，并向驾驶员和汽车制造商提供性能反馈。例如，如果另一辆车在您前方快速制动，可以立即通知您的车辆，并抢先踩下刹车，防止碰撞。这种车对车通信最终可以挽救生命并提高道路效率。
最终，5G将成为未来智慧城市的支柱，使市政当局能够更有效地运营。公用事业公司将能够轻松地远程跟踪使用情况，传感器可以在排水沟泛滥或路灯熄灭时通知公共工程部门，市政当局将能够快速，廉价地安装监控摄像头。
由于5G具有非常低的延迟，因此重型机械的远程控制将成为现实。虽然主要目的是降低危险环境中的风险，但它也将允许具有专业技能的技术人员从世界任何地方控制机器。
5G的超可靠和低延时通信（URLLC）组件可以从根本上改变医疗保健。由于URLLC比5G更能减少4G延时，因此打开了一个充满新可能性的世界。预计未来几年远程医疗、远程康复、通过增强现实进行物理治疗、精准手术甚至远程手术都会有所改善。医院可以创建大规模的传感器网络来监控患者，医生可以开出智能药丸来跟踪合规性，保险公司甚至可以监控订户以确定适当的治疗和流程。
5G最令人兴奋和最关键的方面之一是它对物联网的影响。虽然我们目前有可以相互通信的传感器，但它们往往需要大量资源，并且正在迅速耗尽4G数据容量。随着5G速度和容量限制的大幅提高，物联网将由传感器和智能设备之间的通信提供动力。
您可能想知道您所在城镇的5G塔位于何处。在大多数情况下，5G塔看起来就像4G塔 - 主要是因为它们是4G塔。T-Mobile，Verizon和AT&T现在提供的全国覆盖范围都建立在略微调整的4G塔上，因此，如果您看到传统的蜂窝塔并且在您所在地区有5G覆盖，那么同一塔很可能也支持您所在地区的5G网络。他们能够重复使用这些4G蜂窝塔这一事实部分是这三家运营商能够在如此短的时间内推出全国5G网络的原因。
然而，随着运营商开始推出中频和高频段（mmWave）频谱，这种情况可能会改变。如前所述，毫米波频率不能像全国网络所依赖的Sub-6频率那样传播，因此，要在城市中获得毫米波覆盖，城市周围必须有数百个甚至数千个小型蜂窝。这些是悬挂在建筑物侧面或有时悬挂在自己的小杆子上的白色小节点。有时它们会被涂成不同的颜色以融入环境，但通常，它们会保持白色。
在不久的将来，更多的小型蜂窝塔和节点可能会出现在城市中，尽管它们可能仅限于人口稠密的地区。但是，大多数领域可能依赖中频收发器;这些可能需要新的塔以获得更好的覆盖范围，但它们看起来与您以前见过的蜂窝塔没有什么不同。农村地区可能会继续使用现有的4G塔，并在其上安装升级的低频段5G设备。
是的，5G是安全的——5G对你的健康没有危险。对无线电波安全性的担忧已经存在多年，但我们尚未发现任何证据表明，尽管存在5G阴谋论，但它们实际上对人类健康有害。
有两种无线电波：电离和非电离。电离波 - 放射治疗和X光机中使用的无线电波类型 - 绝对对人类健康有害。然而，这些波通常以太赫兹（THz）和太赫兹（PHz）为单位进行测量，红外和紫外线范围从这里开始。这甚至超出了毫米波39G使用的极高频5GHz范围的顶部。
5G使用的无线电波与我们几十年来已经使用的无线电波没有本质区别，几乎所有无线电波都运行在与长期用于2G，3G，4G甚至电视广播，天气雷达和飞机通信相同的频率上。甚至更高频率的毫米波信号共享的频谱长期以来一直用于微波塔、卫星通信、机场安检扫描仪以及天气和军用雷达系统，而且毫米波的运行功率水平远低于任何其他设备。
