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1G到5G之争:一部30年惊心动魄的移动通信史

發布時間:2024/3/26 编程问答 43 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 1G到5G之争:一部30年惊心动魄的移动通信史 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

參考:https://36kr.com/p/5167028.html

一部跨越三十年驚心動魄的移動通信史,為你揭曉答案。

1G:群雄逐鹿

現代移動通信的發展史可追溯到上個世紀70年代,貝爾實驗室突破性的提出了蜂窩網絡概念。

所謂蜂窩網絡,就是將網絡劃分為若干個相鄰的小區,整體形狀酷似蜂窩,以實現頻率復用,提升系統容量。

蜂窩網絡概念解決了公共移動通信系統的大容量需求與有限的頻率資源之間的沖突,并隨著上世紀80年代集成電路、微處理器、計算機等技術的迅速發展,隨后,世界各地移動通信網絡如雨后春筍般不斷涌現。

1979年,日本推出800MHz的汽車電話系統(HAMTS),并在東京和神戶投入使用。

1983年,美國先進移動電話系統(AMPS)首次在芝加哥投入使用。

1984年,西德建成了C Network,頻率范圍為450MHz。

1985年,英國開發了全面接入通信系統(TACS),首先在倫敦投入使用,然后應用于全國,頻率范圍為900MHz。

法國部署了450系統。

加拿大推出450MHz移動電話系統(MTS)。

包括瑞典在內的四個北歐國家開發了NMT-450移動通信系統。

….

1G基站

1G時代作為移動通信開天辟地的時代,群雄逐鹿,山頭林立,通信標準也是五花八門。

盡管1G標準各式各樣,但1G時代的王者非摩托羅拉莫屬。

摩托羅拉不僅發明了第一步模擬移動電話大哥大,而且還是AMPS系統的主要設備供應商。

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在模擬通信時代,摩托羅拉無論在移動通信領域還是處理器上,都是市場先鋒,更在1989年被選為世界上最具前瞻力的公司之一。

2G:GSM與CDMA之爭

1G時代,以AMPS和TACS為代表的模擬移動通信系統取得了巨大成功,但由于采用落后的模擬和頻分復用(FDMA)技術,存在容量有限、系統太多、系統不兼容、通話質量差、易被竊聽、設備昂貴、無法全球漫游等眾多缺點。

隨著人們對移動通信的要求越來越高,業界提出向2G數字時代發展,以代替1G模擬通信。

2G時代主要采用數字時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)兩種技術,分別對應GSM和CDMA系統,這是一場由美國和歐洲為代表的兩大利益集團之間的競爭。

如上所述,以AMPS和TACS為代表1G時代幾乎被美國壟斷,也意味著美國掌握了標準話語權和產業主動權。

進入2G時代,歐洲不甘落后于美國,考慮到歐盟國家太小,單打獨斗難以與美國抗衡,于是吸取了1G時代各自為政的失敗教訓,于是歐盟聯合起來成立了GSM,以快速形成規模向全球推廣,在2G時代占據主導優勢。

1G采用FDMA技術,一個用戶在通話時占用一個信道。TDMA則可實現在單個信道內服務多個用戶的能力,它將無線信道分成8個時隙,供8個用戶得輪流使用,從而提升了容量。

不過,隨后美國高通宣布他們有更好的辦法可實現讓多個用戶同時共享頻道,且能讓運營商建更少的基站。

高通的辦法是,將用于軍事通信的CDMA技術應用于商業手機網絡。

CDMA,即碼分多址,它通過不同的擴頻碼來實現多用戶在同一時間同一頻率上共享。從技術上講,CDMA比TDMA更具優勢。

但早期的CDMA并不成熟,直到1995年高通好不容易將CDMA技術催熟之時,GSM早已在歐洲規模投資,且建立了國際漫游標準,迅速在全球擴散。

德國是第一個推出GSM網絡的國家,法國、英國、意大利、西班牙等其他歐洲國家迅速跟進。到上世紀90年代中期,歐洲主要國家的GSM滲透率已達80%。

而此時,美國大概是還沉浸在輝煌的1G模擬時代里不能自拔,美國聯邦通信委員會甚至要求必須保證1G網絡的運行年限,直到2003年才設定了AMPS的關閉時限——2008年2月18日。同時,美國國內在2G制式選擇上也不統一,直到后來高通主導的CDMA成為2G標準,但為時已晚,歐洲GSM標準迅速蔓延全球,遠遠把美國拋在身后。

1994年12月,德國GSM滲透率約為71%,而當時美國的2G滲透率僅為0.1%。

2G時代,歐洲GSM快速領先,促進了歐洲無線產業的崛起,也為歐洲帶來了顯著的經濟利益。諾基亞和愛立信是首當其沖的受益者,在2G時代飛速發展成為全球領先的通信設備商和手機廠商。1993年,愛立信占全球數字蜂窩設備市場的60%,諾基亞一躍成為全球第二大手機供應商。2000年,諾基亞的出口額占芬蘭商品和服務總額的24%。

美國輸了,輸掉的不是技術,而是速度與規模,也輸掉了一個時代。

這也間接影響了摩托羅拉的競爭力,當數字移動電話漸漸取代模擬移動電話之時,摩托羅拉同樣錯估了模擬手機的壽命,也錯過了2G數字時代。

1997年,摩托羅拉終于走下神壇,其全球移動電話市場份額從1997年的50%暴跌到17%。持續了20年輝煌的摩托羅拉終于被來自歐洲的諾基亞擊垮。

3G:鼎足三分

3G與2G的主要區別在于支持高速的數據傳輸。3G技術要實現全球漫游的圖片、音樂、視頻等多媒體信息服務,包括可通過手機實現瀏覽網站、電話會議和電子商務等,且需考慮與2G有良好的兼容性。

3G時代主要有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三種標準。

歐洲與日本等原推行GSM標準的國家聯合起來成立了3GPP組織 (3rd Generation Partnership Project),負責制定全球第三代通信標準。

隨后,3GPP小心翼翼地參考CDMA技術,以盡量繞過高通的專利,開發出了原理類似的WCDMA。

高通也趕緊不落人后地與韓國聯合組成3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2) 與3GPP抗衡,推出了CDMA2000。

既然你們都有一套自己的標準,當然,咱們中國也不能落于人后,也搞了一個TD-SCDMA。

也就是,3G時代形成了歐、美、中三足鼎立的格局,誰也不服誰。

但真正的贏家是誰?從某種角度講,最后的贏家既不是歐洲,也不是美國,而是視野之外的日本。

2G時代的落后,自然也拖了美國邁進3G時代的后腿。不過,進入3G時代,歐洲也未能將2G優勢持續下去,卻讓日本搶了先。

進入3G時代,由于歐洲運營商在3G無線頻譜拍賣上花費了巨資,加之3G業務用例前景不明朗,歐洲運營商在建設3G網絡時,擔心巨額投資收不回成本,一直猶豫不決。

而此時日本抓住了從2G語音向3G數據時代演進的機遇。1999年,日本運營商NTT DOCOMO推出了基于2.5G網絡的i-mode模式獲得了巨大成功,證實了3G商業模式的可行性,刺激了日本運營商對3G的投資熱情。

i-mode是全球首個以運營商為中心的生態系統,有點類似于蘋果iOS,i-mode與各大網站合作,用戶通過手機上的i-mode按鍵即可享受收發郵件、瀏覽新聞、聽音樂、網上購物等上網服務。

在i-mode成功模式的帶動之下,從2001年10月起,在短短一年的時間里,日本推出了三張3G網絡。2007年,日本的3G滲透率迅速達到50%,而德國的3G滲透率只有12%,美國的3G滲透率僅為3.5%。i-mode模式拉動了日本移動市場長達10年的強勁增長。

技術重要,生態更重要。只可惜,日本的i-mode模式未能走出國門,在4G時代夭折,這是后話。

4G:一統江湖

隨著智能手機的發展,移動流量需求不斷上升,移動通信網絡開始走向4G時代。

在進入4G時代之前,先要講一下WiMax技術。

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什么是WiMax?

它是基于IEEE 802.16標準集的一系列無線通信標準。WiMax于2001年6月成立,旨在促進該標準的一致性和互操作性。

最初,IEEE 802.16標準設計網速為30-40Mbps,2005年修訂為802.16e標準,被稱為“固定WiMax”。韓國于2005年最早推出基于WiMax的WiBro服務,當時的速率高達25Mbps,媒體直呼“驚人”。

2011年,IEEE再次更新為802.16m標準,也被稱為“移動WiMax”,支持固定無線速率高達1Gbps。

WiMax采用OFDM+MIMO技術,解決了多徑干擾,提升了頻譜效率,大幅地增加系統吞吐量及傳送距離。今天的4G LTE也采用了這兩大關鍵技術。

當時,WiMax聯盟樂觀的認為,“移動WiMax”可取代GSM和CDMA等蜂窩電話技術,或者用作容量補充;而“固定WiMax”也被認為可以作為2G/3G/4G網絡的無線回傳技術。

隨后,美國運營商Clearwire建設了全球最大的WiMax網絡,英國也在建設試驗網,韓國的WiBro網絡也由“簡單的移動性”升級到“完整的移動性”…2005年后WiMax網絡開始陸續出現在世界各地。

WiMAX設備

Intel、北電和摩托羅拉都是WiMax的主導者。加拿大北電將傳統3G業務賣給法國阿爾卡特,一心搞WiMax。

WiMax還成功地從國際電聯那里搞到了全球頻率分配。

WiMax頻段

然鵝,自3GPP首版4G LTE標準于2008年12月完成且于2019年12月全球首商用成功后,全球多數移動運營商果斷的選擇了不投資WiMax,而是靜候LTE的到來。

WiMax失敗了,盡管超前于LTE,但超前一步的往往是烈士。

為什么?

最大的原因是,過去十年3GPP的成功讓運營商明白了生態規模的重要性,你一個WiFi演進過來的新技術,到底是IT網絡還是電信網絡?WiMax作為一項全新的技術,運營商是要花巨資投入的,還要考慮與網絡的前后兼容性,與2/3網絡如何兼容?未來又如何演進?

LTE的全稱叫Long Term Evolution,即長期演進,我不知道當時為何取這樣的名字,但今天看來,仿佛是3GPP在向WiMax聯盟隔空喊話:喂,兄弟,我們是長期演進的哦,你行不?

于是乎,自2008年12月前后,已感到前途無望的WiMax陣營們紛紛退出,開始轉向LTE。

阿爾卡特朗訊宣布削減WiMax投資,將未來移動寬帶的希望寄托在LTE上。

加拿大北電早已因互聯網泡沫和財務丑聞陷入困境,而此次在WiMax上步子又邁得太大,于2009年宣布放棄WiMax無線業務,因為他們正在申請破產保護。

而就在提交破產保護申請之前的幾個月里,北電還在稱贊WiMax非常有前途。

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Intel也在2010年宣布放棄WiMax,加入LTE陣營。

自此,經歷了無數波折,在4G時代,LTE標準終于一統江湖。

5G:焦慮的美國

回顧移動通信的發展史,從生態規模來看,美國在1G時代領先,但從2G到3G,美國整整落后了兩個時代,4G趕超機會本來渺茫,但隨著智能手機的橫空出世,美國迎來了彎道超車的轉折點。

蘋果推出了IOS,Google推出了安卓操作系統,如今全球大部分智能手機都運行于iOS和安卓系統。

iOS和安卓系統打敗了2G時代的諾基亞,也徹底打敗了3G時代的日本i-mode模式。諾基亞手機沒落了,日本通訊產業鏈全線敗退,NEC、東芝、三洋退出手機領域,索尼、夏普、京瓷、松下市場份額大幅下滑,留給NEC和富士通等電信設備的市場也只是極少的份額。

美國花了兩個時代一路追趕,有過深刻的教訓,也嘗到了甜頭,現在5G來了,當然不甘錯過這次大好機遇,他們已多次表示要爭奪全球5G領導地位。

美國認為,5G時代是建立在無線基礎設施上的一次史無前例的創新時代,5G將連接工廠、汽車、無人機等萬物,并在萬物互聯的基礎上加速機器學習和人工智能部署。誰能領導5G,誰就站在了未來的信息時代的制高點。

然鵝,朗訊、摩托羅拉、北電等美系設備商已全軍覆滅,美國拿什么領導5G?

今年1月,一份由美國國家安全委員會流出的文件透露了美國的失落之情。

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文中指出,華為在LTE市場份額上早已全球第一,中國企業早已加大研發5G。美國在逐漸掉隊,而中國正在引領5G。盡管美國也有高通、思科等通信巨頭,但他們只提供芯片和路由器,并不提供無線設備。

霸道慣了的美國顯然覺得這與其大國地位不相稱。

而這一次與2G時代的美歐標準之爭也不相同。

2G時代崛起的諾基亞和愛立信不過都是人口不到1000萬的小國,所以才有了歐盟聯合推出GSM,而如今中國不僅擁有領先的設備商,還有全球規模最龐大的移動網絡、最大的市場和最豐富的移動互聯網服務,體量之大,若在5G時代首先激發出創新生態,并像4G時代的iOS和安卓一樣迅速擴散全球,形成規模經濟,美國是絕對不愿意看到的。

于是,美國瘋了,以各種安全理由為借口阻止中國5G。

但,這些安全理由都是靠不住的。

靠不住的安全理由

到目前為止,除了美國和追隨美國的政客們,我們沒有看到任何專業人士對華為通信設備提出過任何安全質疑。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的1G到5G之争:一部30年惊心动魄的移动通信史的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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