5G手机与5G WiFi的区别:这是一篇解释5G WiFi最通俗易懂的文章

2019年08月03日 作者:Teardown

当打开自己连的手机WiFi,可能会发现赫然写着5GHz,难道没有充钱的5G时代就已经到来?不明真相的同学,可能会如下面这位MM一样:“什么什么?2.4G和5G?我现在用的是4G啊!5G不是还没商用吗?”

其实不然,我们常说的4G、5G的G,是英文单词generation的首字母,指的是第几代移动通信技术,而5GHz WiFi,既不是平时说的流量,也和generation没什么关系,它指的是该WiFi的信号频率。又如,玩过收音机的朋友都很熟悉“FM86.4MHz”等等字眼,86.4MHz就是指你收听的这个电台所使用的无线电的频率。

那么通信频率到底是个啥?为什么光纤可以提供那么快的网速,无线信号就不行?

我们生活中的微波炉里的微波、手机信号、光、乃至医院的X射线,都是电磁波,它们唯一的差别就在于频率不同,电磁波在空间中的传播是上图这个样子,电磁场是按周期性变化的,暂且把一个周期的波形称为一个单元,电磁场移动的速度就是光速,频率就是一秒钟内通过的单元数目。和频率相关联物理量的就是波长,也就是电磁波一个周期的长度,显然光速=频率×波长,由于光速是一定的,波长越长,一秒内能通过的单元也就越少。

频率越高(一秒内通过的单元量越多)的电磁波,携带的能量越高,越具有穿透力,比如X射线,其频率大约在30PHz(3后面16个零)到30EHz(3后面19个零)——再重申下,1Hz的含义就是一秒内通过了一个单元;频率低的电磁波,则具有很好的绕过障碍物继续传播的能力,比如以前的广播信号,越过大山大河来到你的收音机里,86.4MHz(兆赫兹)就是你收听的电台使用的无线电频率。

那FM是什么意思呢?事实上就如同一个音符不能写出一首歌,单一频率的电磁波并不能传递信息,就像上面那张gif一样,你看到它单调地流过,内心毫无波动。要想传递信息,就必须要有频率的交替变化,如同音乐的音符在交替变化,你一听就知道是哪首歌了,这就是调制技术。

简单来说,如果一个男生上课时想对一个女生表达爱慕之情,那他的心情就是他要发送的信息,苦于上课不能说话,也不能把心窝子掏出来给人家,女生唯一能看到的是只是男生的面部,这时男生就不能面无表情了(相当于单一频率),他必须把自己的心情调制在脸上,挤眉弄眼,眉目传情(相当于频率的变化),发送给女同学。

再来看看手机是怎么做到这一点的:这个男生在微信上给该女同学发了一句“我爱你”,由于计算机只能用二进制表达信息,每个汉字都分配了一个独一的二进制编码,比如用GB2312编码,“我爱你”就被翻译成了“1100111011010010 1011000010101110 1100010011100011”的电信号。这是啥意思?就是说你的手机内部就会产生一串电流,“1”就对应着有电流,“0”对应没有电流,比如“01011010”这串信号的波形就是下面这个样子:

然后这一串密码一样的波形就被调制在了你手机发出的电磁波上(就是之前手机上显示的5GHz的电磁波,5后面9个零),比如说这样(可以有不同的调制方式,只要双方协议一致,按同一种方法调制解调就行,如FM调频):

经过基站转换成频率更高的电磁波,一般在200THz(即2后面14个零),通过光纤传输到对方附近的基站,再由基站发送5GHz的电磁波到对方手机,然后再由手机恢复出这一串0101的序列,再翻译成“我爱你”,这样对方手机上就显示出这三个字啦。

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