你了解多少？

眼下，要問什么技術的熱度最高，那毫無疑問當屬5G。關于5G每個人都能或多或少的了解一些，幾乎所有的人都知道5G的最大特點--“速度快”。

關于5G的話題實在太多，今天給您介紹一下關于5G的基本知識和5G技術發展的歷程。

一，電磁波的發現

大約在100多年以前，電和磁本來是毫不相關的兩個東西，直到有一天，有個人拿著磁鐵旋轉，意外發現與磁鐵相連的另一端竟然通電了。后來又做了大量實驗又發現改變電的強度竟然也可以改變磁場的強度。發現這種現象的人就是法拉第。后來人們意識到電和磁之間是有種神秘的力量相關聯的，終于在1887年，德國物理學家海因里希·赫茲在實驗中證實了這個神秘力量的存在。這個神秘力量被稱為電磁波。科學的發展使今天的我們知道了電磁波其實是能量的一種。高于絕對零度的物體，都會釋出電磁波。只是人類的肉眼看不見而已。

二，人類學會控制電磁波

在電磁波被發現以后，大量的科學家對它進行各種研究，終于人類學會了改變電磁波的方法，通過實驗也學會了可以把電磁波改變成人們想要的樣子。而此時，科學家們已經發現了聲音的傳輸也是通過某種力量在傳播，說話的時候，聲帶的振動引起空氣的振動，然后也是通過某種波傳輸到人們的耳朵里，這種波就是聲波。“既然已經學會了控制電磁波，學會了改變它的波長，那把電磁波的波長改成聲波的波長會是什么樣子呢？”科學家們的這個好奇心改變了100多年后的科技技術，從而也改變了人類的生活方式。

三、通信技術誕生

科學家們學會了用電磁波模擬聲波。聲波的傳輸有個缺點，就是如果距離太遠，聲波就會缺失。但是電磁波可以進行遠程傳輸。而就在電磁波被證明存在之前，1873年，貝爾與助手沃特森在兩個不同的房間進行實驗時意外發現在通電的時候，螺旋線圈會發出響聲，后來經過大量實驗做到了通過電流可以把聲音發送出去。最早的電話就這樣誕生了。再后來，經過不斷的發展，形成了第一代的通信技術。這個原理是：打電話時候的聲波進入手機轉換成電磁波并通過天線發射到一個地點，也就是基站，基站通過光纜傳輸到離對方最近的基站，然后這邊的基站發送電磁波進入到對方手機，手機收到電磁波轉換成聲波，然后就能聽到了。這就是1G的原理，這種電磁波我們后來稱它為模擬信號。

四、二進制數字技術誕生

在1G時代，人們除了打電話，其它的什么也做不了。而且在電磁波（模擬信號）傳輸的時候容易丟失信號。巧的很，在電磁波發現之前，德國數理哲學大師萊布尼茨于1679年發明了二進制數字。后來人們發現，二進制類似一個翻譯器，可以把很多信息如聲音、文字、圖像、視頻都轉化成數字0和1組成的代碼，要么是0要么是1，一旦轉換成數字，就能變成波。這就是傳說中的數字信號。數字信號的好處是即使受到干擾，也能分辨出是啥意思，因為非0即1。這種技術大大提高了信息的準確性。從此通信技術進入開掛模式。

五、改變電磁波發射頻率從2G到4G

在數字信號傳送的時候，一條信息包含成千上萬的0和1，為了改變傳輸速度，人們想出了很多的方法。其中一個方法就是改變電磁波的頻率，也就是電磁波振動的快慢，頻率越高傳輸的信息就越多。另一個方法是增加頻段。電磁波在不同的頻段上傳輸，速度也就變快了。從2G到4G，就是通過不斷的增加頻率，增加頻段來提升電磁波（信號）傳送速度。

六、繼續改變頻率和頻段誕生5G

在前幾代的基礎上，5G來了一次全面升級。首先，頻率更高，單位時間傳輸的信息更多。其次，頻段改為N。所以5G又叫“數字蜂窩網絡”。由于頻率高不容易躲避障礙，容易發生還沒傳輸到終點就被半路擱淺的情況，所以要求5G的基站距離更短，數量要更多。在5G網絡下，信號的傳輸會自動選路，如果兩個人的通信在同一個基站下，電磁波連基站都不用進，直接在兩個人之間傳遞，這就是5G中大名鼎鼎的D2D技術，也就是終端直通（Device-to-Device，D2D）技術。

通過以上的闡述我們可以得出一個結論：5G技術是人類經過200多年的科學探索、一次又一次的試驗、多種學科結合（包括數學，計算機科學，電磁科學、通信科學等等）所建立的現代科學技術。

回望歷史，我們是否會為5G的誕生而感到神奇和驚嘆？

（本文獨家發布于悟空問答）