現(xiàn)在都在說5G,可是大部分人都不了解移動通信的發(fā)展史,今天我們來了解下1G到5G的演進(jìn)歷程。
1G時代:模擬信號時代
1G顧名思義,表示代移動通信技術(shù),以模擬信號為傳輸載體的蜂窩無線電話系統(tǒng)。說起代移動通信系統(tǒng),大家應(yīng)該都知道貝爾實(shí)驗(yàn)室。1978年底,美國貝爾試驗(yàn)室成功研制了全球個移動蜂窩電話系統(tǒng)(AMPS,Advanced Mobile Phone System)。
1983年,AMPS在美國芝加哥正式投入商用并迅速在全美推廣,也就是說美國是個使用AMPS網(wǎng)絡(luò)的國家。與此同時,歐洲各國也紛紛建立起自己的代移動通信系統(tǒng)。如瑞典、丹麥、挪威、芬蘭等北歐4國在1980年研制成功了NMT-450網(wǎng)絡(luò);德國在1984年完成了C網(wǎng)絡(luò)(C-Netz);英國于1985年研制出頻段在900MHz的(TACS,Total Acce Communications System)網(wǎng)絡(luò)。說了這么多,我們國家的代通信網(wǎng)絡(luò)啥時候出現(xiàn)的,下面隆重介紹一下,我國的代模擬通信系統(tǒng)于1987年11月18日開通并正式商用,采用的是英國TACS制式全接入通信系統(tǒng)。從1987年11月電信開始運(yùn)營到2001年12月底移動關(guān)閉模擬移動通信網(wǎng),1G時代在的應(yīng)用長達(dá)14年之久。如今,1G時代的大哥大已經(jīng)成為了很多人的回憶。
2G時代:數(shù)字信號時代
2G時代,第二代移動通信技術(shù),以數(shù)字語音傳輸技術(shù)為核心。一般定義為無法直接傳送如電子郵件、軟件等信息的通信方式;1G和2G大的區(qū)別就是從模擬信號調(diào)制轉(zhuǎn)變成為數(shù)字信號調(diào)制,也就是說,2G比1G具有了更高的保密性,同時系統(tǒng)的容量也在增加。在當(dāng)時特定歷史環(huán)境下,世界市場的第二代數(shù)字無線標(biāo)準(zhǔn),包括GSM、D-AMPS、PDC(日本數(shù)字蜂窩系統(tǒng))和IS-95CDMA等?,F(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡(luò)主要以第二代的GSM和CDMA為主,采用GSM GPRS、CDMA的IS-95B技術(shù),數(shù)據(jù)提供能力可達(dá)115.2kbit/s,全球移動通信系統(tǒng)(GSM)采用增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率(EDGE)技術(shù),速率可達(dá)384kbit/s。1995年我國正式進(jìn)入2G時代,以GSM為主,IS-95、CDMA為輔的第二代移動通信用了十年的時間,就發(fā)展了近3億用戶,在GSM技術(shù)推出后不久,另外一種更先進(jìn)的技術(shù)CDMA也相繼推 ,CDMA技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn),比如系統(tǒng)容量大,保密性高、綠色環(huán)保、抗干擾能力強(qiáng)等。2002年1月8日聯(lián)通在正式開通CDMA網(wǎng)絡(luò)并投入商用,當(dāng)時宣傳語就是“綠色環(huán)?!睘橹黝}。
另外在2G時代用戶可以使用手機(jī)上網(wǎng)了,NOKIA7110是當(dāng)時款支持WAP的手機(jī),在那個時候NOKIA手機(jī)風(fēng)靡一時,諾基亞當(dāng)時擊敗摩托羅拉成為了全球移動手機(jī)行業(yè)的霸主,直到2007年代iphone的出現(xiàn)。
事實(shí)上2G發(fā)展到3G還有一段過度時期,即2.5G、2.75G,2.5G主要是GPRS(General Packet Radio Service),基于GSM的無線分組交換技術(shù),提供端到端、廣域的無線IP連接,網(wǎng)絡(luò)容量根據(jù)需要進(jìn)行再分配,不需要時就釋放,傳輸速率150kbps。2.75G主要是EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution ),基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)增強(qiáng)型移動通信技術(shù),傳輸速率384kbps。通過看自己的手機(jī)圖標(biāo)就可以發(fā)現(xiàn)EDGE 是一個小 “E”,而GPRS 是一個小 “G”,在2007年中旬,也就是EDGE受到了用戶的關(guān)注,紛紛拿出自己的測試數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)的GPRS與CDMA網(wǎng)絡(luò)比較,優(yōu)勢還是比較明顯的。
3G時代:移動多媒體時代
3G是第三代移動通信技術(shù),是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通信技術(shù)。國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了官方第3代移動通信標(biāo)準(zhǔn)IMT-2000(國際移動通信標(biāo)準(zhǔn)2000),3G存在4種標(biāo)準(zhǔn):CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WIMAX。在3G眾多種標(biāo)準(zhǔn)中,CDMA曝光高,CDMA是第三代移動通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。其中,美國主要為CDMA2000、歐洲為WCDMA、的TD-SCDMA,其中被稱為“燒錢產(chǎn)業(yè)”的WIMAX,當(dāng)時以因特爾、摩托羅拉、IBM為主導(dǎo),但是全球響應(yīng)寥寥無幾,其中澳大利亞和臺灣為了支持盟友,后“入坑”,接下來因特爾“臨陣脫逃”,但臺灣還在積極投資建設(shè)WIMAX,導(dǎo)致?lián)p失高達(dá)500億美元,WINMAX就這樣結(jié)束了;2007年,伴隨著喬布斯發(fā)布代iphone,掀起了智能手機(jī)的浪潮。從某種意義上講,智能終端功能的大幅提升也加快了移動通信系統(tǒng)的演進(jìn)步伐。
2008年,支持3G網(wǎng)絡(luò)的iphone3G發(fā)布,標(biāo)志著正式進(jìn)入移動多媒體時代。而我國在2009年1月7日頒發(fā)了3張3G牌照,分別是電信采用CDMA2000,聯(lián)通采用WCDMA,移動采用TD-SCDMA,形成了三足鼎立的局面。個人感覺聯(lián)通的WCDMA在當(dāng)時優(yōu)勢比較明顯,其次就是電信的CDMA2000,坑的就是移動的TD-SCDMA,想必大家都了解。
和2G到3G一樣,3G到4G也存在過渡時期,即3.5G、3.75G,3.5G主要是HSDPA,實(shí)際上屬于WCDMA技術(shù)的延伸,在WCDMA下行鏈路中提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),在一個5MHZ載波上的傳輸速率可達(dá)8-10Mbps。3.75G主要是HSUPA,它因HSDPA上行上傳速度不足而開發(fā)的,在一個5MHZ載波上的傳輸速率可達(dá)10-15Mbps,上傳速度達(dá) 5.76Mbps。
4G時代:改變生活
第四代移動電話行動通信標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式,是集3G與WLAN于一體,并能夠快速傳輸數(shù)據(jù),高質(zhì)量、音頻、視頻和圖像等,嚴(yán)格意義上來講,LTE只是3.9G,4G研究的初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問網(wǎng)絡(luò)的速率,理論上能以100M的速度下載,以20M的速度上傳。從全球范圍4G網(wǎng)絡(luò)測試和運(yùn)行的結(jié)果看,4G網(wǎng)絡(luò)速度大致可比3G網(wǎng)絡(luò)快10倍,意味著能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像,與高清晰度電視不相上下。
2013年12月4日,工信部向移動、電信、聯(lián)通正式發(fā)放了第四代移動通信業(yè)務(wù)TD-LTE牌照(即4G牌照), 另外,聯(lián)通與電信還將各獲得一張F(tuán)DD-LTE牌照。從目前的使用情況來看,移動還是處于絕對優(yōu)勢,為什么這么說呢,一是移動頻譜資源豐富,移動獲得工信部130M頻譜資源,電信,聯(lián)通獲得40M頻譜資源;二是基站覆蓋密度大,移動4G基站數(shù)大概260萬,大概是電信和聯(lián)通的總和;三是從盈利角度,以18年年報來看,移動營收大概是7368億,電信是3771億,聯(lián)通是2909億,移動的營收大概是電信和聯(lián)通的總和。
5G時代:改變社會
5G就是第五代通信技術(shù),主要特點(diǎn)是超寬帶,超高速度,超低延時。5G網(wǎng)絡(luò)三大應(yīng)用場景主要有EMBB、EMTC、URLLC,其中EMBB主要用于增強(qiáng)移動帶寬場景(如VR/AR),EMTC主要用于低功耗大連接場景(如智慧醫(yī)療/智慧教育/智慧城市),URLLC主要用于低時延高可靠場景(如自動駕駛/車聯(lián)網(wǎng));在3GPP協(xié)議中,5G的總體頻譜資源可以分為FR1、FR2 兩個頻段范圍FR1:(Sub-6GHz: 450MHz~6000MHz),F(xiàn)R2:(毫米波頻段:24250MHz~52600MHz) ,F(xiàn)R1:Sub-6G頻段,也就是我們說的低頻段,是5G的主用頻段;其中3GHZ以下的頻率我們稱為Sub3G,其余頻段稱為C-BAND,FR2:毫米波,也就是我們說的超高頻為5G擴(kuò)展頻段,頻譜資源豐富,但繞射能力差。5G的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)分為NSA/SA,NSA組網(wǎng)方案主要有3、4、7,其中3又分為3/3a/3x,4又分為4/4a,7又分為7/7a/7x;SA組網(wǎng)方案主要有2、5,之所以有獨(dú)立組網(wǎng)SA和非獨(dú)立組網(wǎng)NSA之分,歸根到底的原因,就是錢。
2019年6月6日,工信部正式向電信、移動、聯(lián)通、廣電發(fā)放5G商用牌照,正式進(jìn)入5G商用元年, 根據(jù)目前確定的5G頻譜劃分方案看來,聯(lián)通獲得3500MHz-3600MHz共100MHz帶寬的5G試驗(yàn)頻率資源;電信獲得3400MHz-3500MHz共100MHz帶寬的5G試驗(yàn)頻率資源, 而2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz頻段的共260MHz帶寬的5G試驗(yàn)頻率資源被分配給了移動,其中2575-2635MHz頻段為重耕,移動現(xiàn)有的TD-LTE(4G)頻段,而2515-2575MHz、2635-2675MHz和4800-4900MHz頻段為新增頻段;
2019年9月9日,聯(lián)通和電信簽署了《5G網(wǎng)絡(luò)共建共享框架合作協(xié)議書》,也就意味著聯(lián)通和電信兩家合建一張5G接入網(wǎng)絡(luò),這其實(shí)也是無奈之舉,因?yàn)榻ㄔO(shè)一張5G網(wǎng)絡(luò)投資太大,運(yùn)營商建網(wǎng)主體投資可能將達(dá)1.3萬億元,比4G投資增長將近70%,目前聯(lián)通和電信營收加起來也比不上移動,所以說聯(lián)通和電信合建一張網(wǎng)也是大勢所趨。
總結(jié):
從某種意義上說,通信技術(shù)的演進(jìn)史也是社會的發(fā)展的演變史,每一次通信技術(shù)的變革都會給人們的生活帶來便利,對社會的影響也是巨大的。1G時代移動網(wǎng)進(jìn)入了模擬時代,實(shí)現(xiàn)了基本的語音需求;2G時代進(jìn)入了數(shù)字時代,手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)簡單上網(wǎng),如QQ聊天,發(fā)送文字和圖片;3G時代進(jìn)入了移動多媒體時代,手機(jī)不僅僅可以語音通話、發(fā)送簡單的文字和圖片,還可以看視頻,同時也催生出智能手機(jī)的出現(xiàn)。4G時代進(jìn)入了高速上網(wǎng)時代,手機(jī)可以看高清視頻,改變了人們的生活方式。5G時代進(jìn)入了萬物互聯(lián)時代,實(shí)現(xiàn)了人與人,人與物,物與物之間的通信,催生出更多的產(chǎn)業(yè)鏈,比如無人駕駛、VR/AR、AI、遠(yuǎn)程醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、云端機(jī)器人、智慧城市、無人工廠等,實(shí)現(xiàn)了5G改變社會的愿景,讓我們翹首以盼吧!
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