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4G一方面使用了扁平的网络结构,减少了端到端通信时信息转发的次数,同时增加了基站之间光纤的带宽。
更重要的是,它同时利用了互联网和电信网络的技术进步,这两种技术的融合才使得4G的速度比3G快很多。你可以认为,到了4G,电信的网络已经统一了,但是它和互联网还没有完全统一,你先记住这个事实。
虽然在4G时代从理论上讲移动通信的网速可以变得很快,你今天能够想到的所有应用都是够快的。但是,如果很多人同时上网,它不仅不够快,甚至连不进去。
2018年我在杭州开全国计算机大会,参会者近万,在会场上无论是4G还是Wi-Fi都不大管用,你如果拍一张照片想在朋友圈中分享,那么能否分享成功,全靠运气。
比如一个基站覆盖半径一公里的范围(基站之间的距离通常在2-3公里),通常这方圆一公里范围内的人不会同时上网,因此分给每个上网的人的带宽是够用的,但是当大家都要发照片时,总的传输率超过了信道的总的带宽,根据香农第二定律,出错率是100%,于是大家都传递不了信息。
公平地讲,4G对于我们目前的上网需求绝大部分时候是足够了,但是在未来我们有很多智能设备,它们也要同时上网,就会出现像前面说的那种“会场拥堵”的问题。
那怎么解决这个问题呢?有人会想到继续增加带宽。这是一种自然而然,颇为合理的想法。虽然在4G的基础上增加2-3倍的带宽并非难事,但如果想增加1-2个数量级就办不到了。
这在城市里完全不可行,因为基站周围会因为电磁波辐射太强而变得很不安全,无线通信的频率无法向下扩展,只能向上扩展,也就是让无线电波的频率增加。
我们知道无线电波的频率越高,它绕过障碍物的能力就越差,比如说它高到可见光的频率时,你随便用张纸,用块布就能挡住它。因此在城市里高楼会严重影响通信。
那怎么办呢?Z简单的办法就是在提高通信频率的同时,把基站建得非常密,这样在你的附近就有基站,它不会被建筑物所阻拦。