電磁波在一般意義上的傳輸速度都是30萬米每秒，不過由於是電磁波，其波長或者電磁波的頻率不同。

波的傳輸速度=波長×波的頻率，由於波的傳輸速度一定，所以波的頻率和波長為反比的關係。

我們使用電磁波傳輸資訊時，資訊的有效載體單元為波的一個週期，所以說想要在相同的時間沒傳輸更多的資訊，頻率應該最大化，但頻率越高，波長會越短，所以波在傳輸的過程中損耗或者說衰減越大，所以說5G的基站距離要比4 G更加密集。

資訊在傳輸過程中，以一個時鐘週期進行編解碼，這裡的一個時鐘週期就是頻率分之一，所以說為了傳輸更多的資訊，就得提高頻率。

籠統地講，不管具體是透過哪種形式來實現，電磁波都是在一個基礎頻率的電磁波上疊加一個變化的電磁波來傳遞資訊的。電磁波的基礎頻率好比紙張，疊加的電磁波相當於筆，頻率越高紙張的質量越好，同樣大小的紙上能記錄越多資訊，如果紙張質量不好，墨水容易洇在一起，字就必須寫的非常大，一張紙也就記錄不了多少資訊。所以說，電磁波的傳播速度不變，只有不斷提高頻率，提升紙張質量，讓同樣大小的紙張上攜帶更多資訊來提升傳播資訊的速度。

因為我們需要傳輸的資料越來越多，需要的訊號頻寬越來越寬。原來的低頻段已經沒有這麼多頻寬可以分配，所以手機通訊的頻率越來越高。

訊號的傳輸速率越來越高，需要的頻寬越來越高

根據通訊中最重要的一個夏農定理，訊號的傳輸速率和通道頻寬成正比。而隨著通訊的發展從1G到5G，傳輸的訊號內容越來越多，從傳輸音訊、文字，到圖片，再到影片，再到高畫質的VR/AR影片，因此需要佔用的通道頻寬越來越寬。2G時代運營商分配到的每個頻帶的頻寬在10MHz左右，3G時代在15MHz左右，4G時代移動、聯通和電信分別分配130MHz、90MHz、100MHz(還是分了好幾段給的，每段25MHz、30MHz、50MHz或者65MHz)；到了5G時代，現在移動分配到的是一段160MHz(2515MHz-2675MHz)的和一段100MHz的(4800MHz-4900MHz)。中國電信和聯通公用一個100MHz的(3400MHz-3500MHz)。而在低頻段是沒有這麼大的頻寬資源的，所以我們需要越來越往高頻端移。

頻段是稀缺資源，低頻段已經擁擠不堪

從1896年波波夫成功利用無線電傳播電報起，全世界都開始瘋狂的利用無線電傳播訊號了。由於訊號的頻率越高，在介質中傳播的損耗越大，所以在以前都是儘可能的去爭取一個較低的頻率。到目前為止，低頻段的訊號已經擁擠不堪，已經無法在容納更多的通訊內容進來，更不要說5G通訊動輒100MHz的頻寬，所以現在的通訊都是被逼著往高頻率去的。而且也只有到了現在，我們才有技術去解決在高頻率的時候碰到的衰減等技術問題。

所以總結來說：隨著需要通訊的內容變多，需要的頻寬變寬，低頻段已經容不下了，而現在的科技手段可以允許我們在高頻段通訊，所以現在的無線通訊頻率越來越高。

在聊這個之前，我們先引入兩個高中物理基礎的知識吧：

第一個是電磁波包含了無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線。人眼可接收到的電磁波，稱為可見光。

第二個是電磁波的波速、波長、頻率公式：波長 X 頻率 = 波速。而其中波速是恆定的，約等於光速，因此不同的波，頻率不同，波長也不同。光波頻率

這麼來理解頻率這個東西呢？其實你可以理解成為一種波在單位時間攜帶的能量。頻率越高，攜帶的能量就越高。比如說我們人眼的可見光是從紅外線到紫外線之間頻率的波，而紅外線的頻率是10^14赫茲，而紫外線的頻率是10^16赫茲，因此紫外線對比紅外線，攜帶了更大的能量，這樣你應該就不難理解為什麼只有“紫外線殺菌”這種東西，而沒有“紅外線殺菌”的說法。

頻率再往上走，就是X射線和伽馬射線，X射線的頻率是10^18赫茲，而伽馬射線的頻率是10^20赫茲，兩者攜帶的能量是可見光的百萬倍，可以輕鬆殺死細胞。並且由於頻率太高，波長非常短，屬於奈米級別，因此伽馬設想也可以被製作成為所謂的“伽瑪刀”，可以精確殺死人體內的有害細胞。通常被應用在醫學，當然也有戰爭軍事領域，也就是我們常說的電磁炮這種東西。

當然，這樣大家也能夠理解，為什麼攜帶的能量如此之大，但是卻沒有使用在通訊領域中，主要就是需要的能源太大太大，使用在通訊領域並沒有任何經濟價值，至少目前來看除了燒能源，沒有任何作用。

電波頻率

上面我們說了，在紅外線（頻率是10^14赫茲）以上頻率的電磁波，包含了人眼可接收的可見光、紫外線、X射線和伽馬射線，但是這些點電磁波攜帶能力巨大，產生需要消耗的能量也巨大。因此使用在通訊領域沒有任何經濟價值。那麼目前人類所使用的通訊電波主要還是在頻率為10^10赫茲以下的無線電波。

那麼我們知道，頻率越高，單位時間包含的波峰波谷就越多，如果把波峰看作是訊號“1”，波谷看作是訊號“0”，這樣波就可以傳遞計算機可識別的二進位制訊號，於是乎就可以用波傳遞資訊。也就是運營商使用的電波頻段越高，單位時間攜帶的資訊就越多，也就是所謂“網速越快”；使用的電波頻率越低，單位時間攜帶的資訊越少，也就是所謂“網速越慢”。

其實就是這樣，從最初的電報無線電傳遞文字，到後來的廣播無線電傳遞聲音，到現在的數字無線電傳遞影象。其實對於電波來講，無非是人類使用的頻率越來越高，電波單位時間所攜帶的資訊也就越來越多。

波長與頻率

那麼說到這裡，可能有人就說：既然高頻率的電磁波攜帶的資訊最多，那麼為何不直接只用高頻率的電磁波呢？為啥還要慢慢迭代？嗯......這其中其實跟技術沒有太大關係，核心其實是運營商能不能賺錢的問題。這麼說呢？

我們上面說的電磁波第二個基礎概念：波長 X 頻率 = 波速。在波速不變的情況下，頻率增加，那麼波長就會減少。那麼波長減少的後果，就是波的傳播能力會大大減弱。這麼舉個大概的例子：海浪，如果是1米不到的小浪花，連沙灘都上去不；但是如果是10米高的海嘯，那就直接把房屋都越過去了。其實波長也是一樣的，波長越長，可以繞過的東西就越多，能夠接收到的範圍就越廣，這就像是當年收音機時代，波長很長，但是一個訊號塔發出的訊號，小半個中國都可以接收到。如果當時有運營商的話，可能每個省修幾個基站就可以完成全國的覆蓋了。

目前5G為了確保資訊傳遞的速度，因此使用了相對跟高頻的10^9赫茲頻段，因此波長就大大縮減，從過去的釐米波，縮減到了毫米波。這樣一來，5G網路訊號的穿透能力和覆蓋能力就會大大減弱。因此運營商要解決這個問題，其核心解決方案就只能是修建更多的基站，但是修基站就是大筆大筆的提前投資。因此才有了所謂的“NSA組網”，直接使用4G基站升級到5G；還有所謂的“宏基站”和“微基站”，“微基站”專門安裝在室內，增加訊號覆蓋。

因此，其實對於每一次通訊技術的迭代，賺得最多的不是運營商，而是華為、諾基亞、愛立信這樣的服務提供商。

無線電波傳播速度雖然一樣，但更高的頻率通訊速率更高

手機通訊用的是無線電波，無線電波是隻電磁波的一小部分，電磁波包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線。無線電波可以在空氣中傳播，也可以在直空中傳播。透過無線電波進行遠距離的資訊傳遞的確是一項偉大的發明。隨著科技的不斷髮展和進步，人們對資料傳速的要求越來越高了，我們需要更高的傳輸速率，提高通訊的載波頻率可以大大的提高頻寬，實現更大容量的資訊吞吐量。

無線電通訊用到的頻率有哪些？

按頻率和波長可以分為：長波、中波、短波、超短波、微波。

長波：波長大於1000米的無線電波稱為長波，它的頻率範圍是頻率300KHz-30KHz；

中波：中波的波長範圍是1000米~100米，對應的頻率是300KHz-3000KHz；

短波：短波的波長範圍是100米~10米，對應的頻率是3MHz～30MHz；

超短波：短波的波長範圍是10米~1米，對應的頻率是30MHz-300MHz,也稱之為甚高頻（VHF）波、米波；

微波：微波的波長範圍是1米~0.1毫米，對應的頻率是頻率300MHz-3THz；

不同波長和頻率的無線電波有著不同的應用範圍和領域。由於大氣中的電離層有著大量的自由電子和離子，會使無線電波改變傳播速度，發生折射、反射和散射，產生極化面的旋轉並且會受到不同程度的吸收。

長波和中波會直接被電離層吸收，所以只能沿著電錶傳波，俗稱為地波，由於地球是圓的，所以只能用於中等距離的通訊。短波可以被電離層反射，所以只能在電離層內的大氣層內傳播，由於短波可以被電離層反射，所以在地球大氣層內可以傳播得更遠，玩過收間機的朋友就知道，短波頻段可以收到很多國外的電臺節目。短波應用於長距離的通訊和電臺廣播。超短波頻率相對較高，在地表傳播衰減較大，超短波也可以穿入電離層，甚至穿出電離層，但不會被反射，所以一般用於直線傳播的調頻廣播、電視、雷達、移動通訊等。比如，收音機上的FM頻道節目用的就是超短波了。微波可以直接穿過電離層，不受任何影響，可以用於大容量的資料通訊和衛星通訊。波長與頻率的關係

無線電波在真空中傳翻速度是30萬千米每秒，和光的速度一樣。因為，波長(λ)=光速(c)/頻率(f)，所以波長越短的無線電波，它的頻率就越高了。

頻率越高的無線電波頻寬越大、速率越高

在數字通訊中，我們用二進位制處理資料，一個位元組(Byte)有八個位元(bit)，位元(bit)是資訊的最小單位，比如我們用"10"來表示"2"，用"11"來表示“3”，用"1111"來表示“15”，用"11111111"來表示“255”。每秒種傳輸的位元(bit)數叫做位元率(bps)，位元率(bps)越高代表每秒種可以傳輸的資料越多。

因為無線電波傳播的速度是固定的，所以當波長越短（頻率越高）時，每秒鐘內傳播的波形的數量就越多了。無線電線是我們用於無線傳輸資料的載波，形波越多，就可以載入越多的資料位元(bit)。由此可見，波長越短（頻率越高）的無線電波在同一時間內可以傳輸更多的資料了。

隨著科技的進步，我們的手機越來越先進，螢幕越來越清晰，影片通話的質量越來越高，下載檔案的速度越來越快，這些通通都需要有高速無線電波通訊的支援。為了提高通訊速率，我們必須使用更高頻率的無線電波來進行通訊了。

應邀回答本行業問題。

隨著行動通訊制式的不斷升級，使用的無線頻率越來越高了，原因相對來說還是比較複雜的。

移動通訊技術從1G到5G，使用的無線頻率是在提高的。

1G時代，主要是英國的TACS和美國的AMPS被比較廣泛的部署，使用的工作頻率是900M/800M。

2G時代，被最廣泛部署的是歐洲的GSM，使用的工作頻率是900M/1800M;其次被廣泛部署的是CDMA，使用的工作頻率主要是800M。

3G時代，有3個國際標準，使用的主要工作頻段是在2000Mhz附近，所以也被稱為IMT-2000。

4G時代，全球的行動通訊制式基本完成了統一，分為兩個分支TD-LTE和FDD-LTE，使用了更多的工作頻段，包括部分2/3G的頻段。

5G時代，可以使用的無線頻率繼續提高，分為FR1和FR2，FR2已經進入了毫米波範圍。

行動通訊制式頻率的提高，是由於越來越高的系統性能要求更大的無線頻寬的原因。

移動通訊系統從1G到5G，系統性能在不斷的提高，尤其是從3G時代開始，資料業務成為了主要應用之後更是如此。

越高的系統性能，就要求原來越大的通道頻寬，這個和車流量越大，需要的車道就越多，也是差不多的道理。

3G時代，CDMA的通道頻寬是1.25Mhz，WCDMA的通道頻寬是5Mhz。

4G時代，LTE支援的通道頻寬是1.4Mhz、3Mhz、5Mhz、10Mhz、15Mhz、20Mhz。

5G時代，Sub-6G可以支援最大100Mhz，而毫米波則可以支援最大400Mhz。

由於更低的無線頻率已經被以往的行動通訊制式佔據了，所以也使得新的行動通訊制式不得不推向更高的頻率。

其實就通訊業的角度來講，如果有可能的話，還是希望使用低頻來進行部署的。

無線頻率越低，繞射能力就越強，同等面積，可以建設更少的基站來完成覆蓋，組網成本就比較少。其實對於運營商來說，如果更低的頻率可以提供足夠的無線頻率頻寬的話，不管是哪個運營商都是更傾向於低頻組網的。

現在的四大運營商之中，中國廣電的基礎5G覆蓋將使用700Mhz，就被其他的三大運營商眼紅的很，這可以少建設許多的5G基站。

而聯通和電信正在申請對2100Mhz進行翻頻重耕，也是想在農村等區域使用這個頻率來做5G覆蓋，就是為了省錢。

總而言之，隨著移動通訊技術的迭代，使用的無線頻率越來越高的原因，是由於系統性能不斷提高，低頻部分無法提供足夠的無線頻率決定的。並不是說通訊業一定要使用越來越高的無線頻率，其實也是不得不用。

傳播速度和頻率是兩個並沒有什麼關係的物理屬性！傳播速度是指單位時間內移動了多少距離！頻率是單位時間內上下轉換了多少次！

對於電磁波來說傳播速度不變，頻率越高可以頻寬就越寬！傳播的頻寬就越大，單位時間內交換的資訊就越多！所以那些速度快的WIFI啊運營商的基站啊都是網速快的都是高頻率！比如無線路由器的5G頻段和現在火熱的5G移動語音蜂窩通訊技術！

到頻率越高，傳播的距離越近，穿牆能力越弱！所需要的裝置越複雜！不過帶來的收益也是顯而易見的！