一、每一代差多少

把五代的关键数字排出来，最后一列是「传 1 GB 要多久」：

前四行是「能不能上网」的门槛： 1G 到 2.5G，传 1 GB 要几小时到十几个小时，那根本不是「上网」，是「等网」。 3G 开始进入「小时」级，4G 进入「秒」级。 从体感上说，4G 之后「下载」这件事就不再是等待了。 最后一行那个 4 Gbps 要打个星号：毫米波带宽宽、但穿透差、覆盖小， 只能在「视距、人少」的场合跑出来。 所以「5G 有多快」这个问题没有统一答案，得先问「在哪个频段、离基站多远、周围几个人」。

二、真正变的是延迟

速率之外还有一张表，它比上面那张更能解释「体验」：

第四行那个 1 毫秒是 5G 真正的新东西：它让「远程操控」从「能看」变成「能开」。 工业机械臂、远程手术、车路协同，卡的就是这个数——不是「画面不清」，是「指令回得太晚」。 第二列为什么能降这么快，要说清三层原因： 一是基站更密（距离短、传播快）；二是协议栈简化（4G 的控制面建链要几十毫秒）； 三是「边缘计算」把服务器搬到基站旁边。 三者缺一不可，所以「5G 低延迟」不是换个空口就能实现的，它要改整张网。 顺带说一句：宣传里那些「一秒下一部电影」是最不重要的一条。 因为速率只要堆频段就能上去，而延迟是网络结构问题——难的那件事才是「代」的分界线。

三、「代」的背后是什么

每一代的提升，来自几个固定的旋钮：

第一行是「同一段频谱装更多比特」：从 GMSK 到 QPSK 到 64QAM 到 256QAM，再加上 MIMO 多天线。 但它有个天花板：香农极限。 所以每一代的「效率提升」幅度在变小——这是物理规律，不是厂商不努力。 第二行是「用更宽的频段」：从 900 MHz 到 2.6 GHz 到 28 GHz 毫米波。 频率越高、能用的带宽越宽，但穿透和绕射越差——所以毫米波基站只能覆盖几百米。 「5G 基站比 4G 多好几倍」这件事，根子在这里。 第三行是「空间复用」：同一个频率，在不同的小区里可以重复使用， 小区越小，同时用同一频率的地方就越多。 代价是「切换」变频繁、干扰变复杂、建站成本变高。 所以「5G 贵」不是因为设备贵，是因为「要建很多站」。

四、动手 Demo：从 1G 到 5G，每一代到底差多少

把九档速率换算成「传 1 GB 要多久」，再把四代的延迟换算成「一秒来回几次」。 注意 1G 那一行：994 小时，一个多月。

for gen, kbps in (('1G', 2.4), ('2G', 9.6), ('2.5G', 236.0), ('3G', 2000.0),
                  ('3.5G', 42000.0), ('4G', 150000.0), ('4G+', 1000000.0),
                  ('5G Sub-6', 1000000.0), ('5G 毫米波', 4000000.0)):
    sec = 8 * (1 << 30) / (kbps * 1000)
    if sec > 3600:
        print('%-9s %10.1f kbps  传 1 GB 要 %8.1f 小时' % (gen, kbps, sec / 3600))
    elif sec > 60:
        print('%-9s %10.1f kbps  传 1 GB 要 %8.1f 分' % (gen, kbps, sec / 60))
    else:
        print('%-9s %10.1f kbps  传 1 GB 要 %8.1f 秒' % (gen, kbps, sec))

for gen, rtt in (('2G', 500), ('3G', 100), ('4G', 30), ('5G', 1)):
    print('%-4s 往返 %4d ms，一秒能来回 %5.0f 次' % (gen, rtt, 1000.0 / rtt))

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
从 1G 到 5G，每一代到底差多少
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**移动通信的「代」，本质是「每赫兹能装多少比特」的提升。**
**下面这张表把五代的关键数字排出来，最后一列是「传 1 GB 要多久」。**

  代际                   典型速率       传 1 GB        意义
  --------------------------------------------------------------------
  1G（模拟）             2.4 kbps       994.2 小时     只能通话
  2G（GSM）              9.6 kbps       248.6 小时     短信、9.6 kbps
  2.5G（GPRS／EDGE）     236.0 kbps     10.1 小时      能上网了
  3G（WCDMA）            2 Mbps         1.2 小时       能看标清
  3.5G（HSPA+）          42 Mbps        3.4 分         能看高清
  4G（LTE）              150 Mbps       57.3 秒        主流
  4G+（LTE-A）           1 Gbps         8.6 秒         载波聚合
  5G（Sub-6）            1 Gbps         8.6 秒         实测常见值
  5G（毫米波）           4 Gbps         2.1 秒         视距、短距

**第一行到第四行，传 1 GB 的时间从「四十分钟」到「一分钟」**：**这一段是「能不能上网」的门槛。**
**第六行之后都是「几秒到几十秒」**——**从体感上说，4G 以后「下载」这件事就不再是等待了。**
**但「代际」这个词真正改变的不是速率，是「延迟」**：
  代际     往返延迟 毫秒     一秒能来回几次
  ------------------------------------------
  2G       500               2
  3G       100               10
  4G       30                33
  5G       1                 1000

**第四行那个 1 毫秒是 5G 真正的新东西**：
**它让「远程操控」从「能看」变成「能开」**——**工业机械臂、远程手术，卡的就是这个数。**
**所以 5G 的宣传里，速率反而是最不重要的一条。**

「1 GB 用 1024 进制」这个约定要交代：8 乘 1024 的立方是 8589934592 比特， 除以 2.4 kbps 得 3579139 秒，也就是 994 小时。 如果按 1000 进制算，会得到 926 小时——差 7%，但结论一样：一个月起步。 「bps 到底怎么念」也顺手说清：kbps 是千比特每秒，除以 8 才是千字节。 所以「100 Mbps 宽带」的理论下载速度是 12.5 MB／s，不是 100 MB／s。 这个换算错误是宽带投诉里最常见的一条。 「5G 的 1 毫秒」要说明是「空口延迟」：端到端的实际延迟通常还在 10 到 30 毫秒， 因为中间还有传输网、核心网、服务器处理。 所以「远程手术靠 5G」这类说法，真正落地时要算的是「端到端」，不是标称的空口数。

30 秒实验

1. 算一下：500 Mbps 的 5G，理论下载速度是多少 MB／s？
2. 想一下：为什么毫米波基站只能覆盖几百米？
3. 看一看你手机状态栏显示的「5G」，测一次速看实际是多少。

常见误区

1. 以为「5G 就是更快」。 它最大的变化是延迟从 30 毫秒降到 1 毫秒，速率只是顺带。
2. 以为「Mbps 除以 10 就是 MB／s」。 要除以 8，100 Mbps 是 12.5 MB／s。
3. 以为「每一代都能翻几倍」。 频谱效率已经逼近香农极限， 后面的提升主要靠「加带宽」和「加基站」。

下一节看 ADSL：为什么它天生不对称。

• ☐ （本节完，下一节 3.7.3 ADSL）

相关笔记

• ADSL
• 模拟电话线路
• 📚 图解TCP／IP · 索引