5G和4G主要区别是什么？

5G和4G之间最大的不同就是通信能力由原来的“为人联网服务”提升到了现在的“为万物智联服务”，这是个系统性的代际变化，并不是简单的网速提高几倍这么简单。除了峰值速率、端到端时延、连接密度以及网络架构这四个方面的改变之外，在很多应用场景下也产生了新的体验上的改善：比如下载一部两三百兆的高清电影，在5G环境下只需要十几秒钟的时间，在4G环境下却需要四十多秒；再比如演唱会现场上万人同时在线观看直播，在5G条件下依然可以做到流畅播放，在4G条件下就会出现信令拥塞的情况；又如在智能工厂、远程医疗、车路协同等各种场景当中，由于有了毫秒级响应速度和确定性的数据传输特性，所以5G成为了人工智能模型实时运算、工业设备闭环控制以及高清图像低延迟回传必不可少的技术基础。

一、速度和响应上的量化的差别：由“可以使用”变为“不能替代”

5G实际测试下的平均下载速度为每秒226兆比特，比4G实际测试中的每秒39兆比特快了大约5.8倍，在采用SA独立组网以及使用Sub-6GHz频段的情况下，稳定的传输速率一般可以达到每秒一亿个字节以上，在毫米波环境下甚至能达到每秒两亿三千兆个字节的速度。这就意味着下载一部七吉字节大小的4K影片，在4G网络下需要花费大约15到20分钟的时间，在5G SA网络之下只需要不到35秒就可以完成，在毫米波环境中则只需不到12秒即可完成。而且在速率稳定性方面也表现得非常好，在地铁早晚高峰期或者人流量很大的体育场等地进行多人同时并发操作时，4G基站一个小区所能容纳的终端数量约为十万台左右，并且由于信令拥塞问题频发而导致视频卡顿的概率超过百分之三十五；而到了5G时代之后，同一个基站可以同时支持三千二百万台以上的工业设备正常工作并且不会出现任何指令丢失的情况，这是因为它所使用的高频谱效率高、Massive MIMO多天线技术使得它具有很强的抗拥塞能力。

二、毫秒级时延革命决定了智能系统的闭环运行

4G端到端典型的时延范围是60-100毫秒，在边缘计算配合之下可以保持在10毫秒以内，空口时延最低可达1毫秒。这个差别决定了系统是否有实时控制的能力：用4G来操作机械臂的时候由于时延过大会导致轨迹偏差达到8厘米以上，而使用了5G之后偏差就可以被控制在不到0.3毫米之内；在苏州的车路协同试点项目里，路口信号灯的状态可以通过5G以低于90毫秒的速度传送给汽车上的导航系统，并且两者之间实现了精确的时间同步；雄安新区的绿波车道速度引导功能也依靠着5G提供的确定性的时延保证使得汽车按照推荐的速度行驶可以连续穿过八个或者十二个路口。

第三部分是关于连接密度和网络结构范式的转变，也就是针对产业互联网进行底层改造

4G每平方公里最多支持十万台设备，而5G可以达到百万级别，这背后依靠的是窄带物联网（NB-IoT）和URLLC（超可靠低时延通信）切片的结合使用。雅戈尔5G智能工厂安装了三千二百台传感器、自动导引车以及可编程逻辑控制器等设备，并且全部接入同一个5G专网中，在uRLLC切片的支持下保证生产线控制指令能在一毫秒之内到达，在eMBB切片的帮助下同步传输高清检测图像数据。这两类业务分别运行在不同的逻辑网络上互不影响。这样的能力在4G共享服务质量策略的基础上是不可能实现的。

第四部分关于覆盖和功耗之间的关系以及如何根据实际情况来决定是否采用某个方案的问题

5G高频段（比如26GHz毫米波）的覆盖范围只有100-300米左右，穿墙损耗很大，在现阶段主要是用在城市的中心地带、工业区以及场馆等地；而4G则依靠的是700-2600MHz的低中频段来实现每站可以覆盖三到五公里的距离，比较适合大面积的农村地区和地下空间的应用场景。从硬件的角度来看，5G基站芯片的功耗要比4G高出30%-50%，所以在同样的电量情况下，它的使用时间会减少大约1.5到2个小时。所以对于一些简单的操作，比如微信聊天、看视频这样的轻量级应用来说，4G仍然具有很高的性价比；而对于人工智能模型边缘推理、8K直播、AR远程办公等需要大带宽和低时延的任务，则必须要用上5G才能完成。

所以5G并不是对4G进行简单的升级换代，而是在智能化的时代背景下对通信基础设施做出的新定义。