移動裝置可能已經改變了人們的生活和工作方式，但與下一代無線技術所承諾的相比，今天曾經開創性的將即時影片流傳輸到智慧手機的能力似乎顯得相當平淡。這項被稱為第五代或 5G 的技術預計將把數十億臺機器（廚房電器、醫療裝置和汽車等）相互連線並連線到網路，從而建立備受炒作的物聯網。而且 5G 的速度比當前網路快 100 倍，這意味著在幾秒鐘而不是幾分鐘內將一部完整的高畫質電影下載到智慧手機上。未來無線網路的計劃還包括線上流式傳輸虛擬現實內容的能力，而不會因資料瓶頸造成令人迷失方向的干擾。
5G 的主要缺點？它還不存在。這使得小工具製造商、無線網路提供商和政府機構爭先恐後地為他們承諾在 2020 年代初實現的無線未來制定路線圖。正在取得一些進展，但還有很長的路要走。今年 7 月，美國聯邦通訊委員會開放了無線電頻譜中新的、更高頻率的區域，以適應 5G 移動裝置資料流量的預計增長。上一代無線技術（4G）在過去十年中促使資料流量增加了 4,000 倍，而且沒有放緩的跡象。30 兆赫至 3 千兆赫之間的頻譜（目前大部分無線通訊發生在該頻段內）幾乎沒有空間容納即將到來的 5G 爆炸式增長，因為它被無線電和電視廣播以及 3G 和 4G 蜂窩通訊、雷達、衛星以及公共安全工作人員使用的無線電所阻塞。
5G 的支持者正在推動進一步擴大法律上可用的頻譜，這將使公司能夠將無線流量轉移到不那麼擁擠的更高頻率範圍。這些頻譜頻段將使毫米波的使用成為可能，毫米波可以提供更快、更高質量的影片和多媒體內容。公共政策智庫資訊科技與創新基金會的電信政策分析師道格·布雷克表示，這種“綠地”頻譜以前被認為對移動裝置不可用，因為它們的的天線並非旨在接收那些高頻訊號。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過 訂閱來支援我們屢獲殊榮的新聞報道。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
包括電信裝置製造商高通在內的公司的新天線設計將使移動裝置能夠在更高頻率範圍內傳送和接收訊號。天線尺寸與頻率尺寸成反比，雪城大學電氣工程和計算機科學副教授Mustafa Cenk Gursoy說，更高頻率的訊號需要更小的天線。因此，裝置製造商將能夠在他們的 5G 裝置中放置多個天線，以改善接收效果，並試圖彌補毫米波較弱的訊號強度。
除了佔用更多的無線電頻譜和重新思考天線設計外，5G 的成功將取決於行動式蜂窩基站（稱為小型蜂窩）的日益普及。小型蜂窩有多種尺寸，有些甚至像電視遙控器一樣小，用於增強手機訊號塔的訊號，從而在室內和偏遠地區建立更好的覆蓋範圍。小型蜂窩將使毫米波成為可能，毫米波很容易被建築物和樹葉阻擋，並且傳輸範圍以米而不是公里來衡量，從而將資料從一個蜂窩中繼到另一個蜂窩並覆蓋更長的距離。美國聯邦通訊委員會上個月進一步努力為 5G 做準備，它放寬了規則 (pdf) 以使無線提供商和建築物業主更容易在電線杆、購物中心和較舊的建築物（甚至是指定為歷史建築的建築物）上安裝小型蜂窩。
美國最大的兩家電信公司 Verizon 和 AT&T 已在少數站點開始有限的 5G 測試。其他測試將在未來十年推出，作為奧巴馬政府最近宣佈的由美國國家科學基金會 (NSF) 領導的 4 億美元高階無線研究計劃的一部分。該計劃將在城市建立四個測試站點，以親身瞭解小型蜂窩、毫米波和 5G 的其他基本元件在人口稠密的城市環境中如何工作。這些站點尚未確定，預計測試要到 2017 年才會開始，但這些實驗將為研究人員提供一個沙盒，他們可以在其中嘗試旨在增加無線頻寬、減少延遲和支援更多移動使用者的新方法和技術，NSF 網路技術和系統專案中的無線網路和移動計算研究主管 Thyagarajan Nandagopal 說。
在接下來的幾年裡，5G 將仍然是一個抽象的流行語，用於促使消費者購買更多的無線產品和服務，因為該技術正在形成。預測到 2020 年全球將有 200 億到2000 億個裝置以無線方式連線，這項技術將需要保持曾經無法想象的資料量流動。