從5G手機來看移動通信網絡發展史,那時流量還是5元30M

不知道有多少人還記得 5 元 30M 的時代,那個時候每天幾百KB就足以讓人享受網上衝浪的樂趣,當網頁加載完畢就立馬切斷數據,生怕浪費一個字節。如果有人稍加註意的話,使用流量時,信號欄上會出現“E”這個標誌,這實際上是 2G 網絡的標誌。

簡單來說,我們通常所看到的 2G,3G,4G,那個“G”,是“generation”的意思,也就是“代”。前面的數字代表著這是第幾代移動通信技術,以 4G 為例,它的全稱是“the 4th Generation mobile communication technology”。

如今隨著通信網絡的不斷髮展,我們即將進入 5G 的時代,時間之短就如手機的發展變化一樣。那麼什麼是5G呢?這也是各家通信巨頭的必爭之領域,誰先定義了 5G,誰就佔據了 5G 的主導權。


5G前的回顧

在介紹 5G 之前,我們先來回顧一下歷代移動通信技術:

1G - 模擬信號通信時代


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第一代移動通信技術(1G)是指最初的模擬、僅限語音的蜂窩電話標準,制定於上世紀80年代。主要採用的是模擬技術和頻分多址(FDMA)技術,由於受到傳輸帶寬的限制,不能進行移動通信的長途漫遊,只能是一種區域性的移動通信系統。這一時期代表的移動通信工具就是大哥大。

2G - 數字通信通信時代

第二代手機通信技術規格,以數字語音傳輸技術為核心。2G 技術基本可被切為兩種,一種是基於 TDMA 所發展出來的以 GSM 為代表,另一種則是 CDMA 規格。


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同時,由於 2G 提高抗干擾能力,還對分組域的引入,和對空中接口的兼容性改造,使手機除了通話外,還可以發短信,上網衝浪,但受限於網速,加載網頁的時間比較長,且對於一般的功能機來說,有時還會因為加載的圖片過大而崩潰。

3G - 移動互聯網開啟


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2G 時代的 CDMA 規格為 3G 時代的到來奠定了良好的基礎,在 2G 的 CDMA 基礎上擴展了頻譜,增加了頻譜利用率,讓手機上網速度更快。但這一時期 APP 的開發相對較少,更多的是網頁的瀏覽,聊天軟件(QQ)的使用。如今在信號不好的地區,手機網絡會下降到 3G 的信號波段,“H”就是標誌,目前 3G 存在 3 種標準:CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。

4G - “移動互聯網” 的繁榮


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該技術包括 TD-LTE 和FDD-LTE 兩種制式,4G 是集 3G 與 WLAN 於一體,並能夠快速傳輸數據、高質量、音頻、視頻和圖像等。4G 能夠以 100Mbps 以上的速度下載,比家用寬帶 ADSL(4兆)快 25 倍,並能夠滿足幾乎所有用戶對於無線服務的要求,4G 也因為其擁有的超高數據傳輸速度,被中國物聯網校企聯盟譽為機器之間當之無愧的“高速對話”。在4G的環境下,移動端 APP 的開發空前絕勝,大有代替電腦設備進行一些輕量辦公之勢。

5G - 智慧星球

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每一代通信技術的升級,都是信號傳輸技術的升級,5G 採用了毫米級(24GHz-100GHz)的波段傳輸,這個波段對於信號的傳輸十分嚴格,雖然它具有更高的傳輸速率,但是信號衰減也很大,易受阻擋,且覆蓋距離短。所以攻克 5G 毫米級波段的信號傳輸問題,是 5G 技術的重中之重。

5G 通信網絡到底有多快,我們正在使用的 4G 網絡最高通常是每秒 7/8M 的下載速度,而 5G 網絡下,至少會達到每秒1G的速度,秒速下片不是夢。當然,在如此之高速的傳輸速率之下,設備與設備之間信號傳輸的延時將被縮短,舉個例子,在高延時的王者榮耀峽谷裡,你剛發現敵人,準備抬手攻擊,而對方卻早在你釋放技能時就已經將你擊殺,氣不氣?5G 網絡不僅會減少這種現象,甚至會讓《頭號玩家》裡的生活變成現實,VR 大型 PVP 遊戲這種需要低延時高傳輸的條件,將會使 5G 大顯身手。

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不僅僅是遊戲,今年春晚就首次使用了華為的 5G 技術進行超高清視頻直播,而這僅僅是 5G 的小試牛刀,待到技術成熟時,觀眾不僅可以在智能終端上看超高清視頻,甚至可以 360° 看視頻直播,想看哪看哪,這都是得益於 5G 的傳輸速率。

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在醫療上,2019 年 1 月 19 日,中國一名外科醫生利用 5G 技術實施了全球首例遠程外科手術。這名醫生在福建省利用 5G 網絡,操控 30 英里(約合 48 公里)以外一個偏遠地區的機械臂進行手術。可以說 5G 的未來深不可測,一切意想不到的用途都會使現在的你我咋舌。萬物互聯,就此開啟。

然而5G時代,對於手機這種便攜終端也是一大考驗,5G的高速傳輸需要便攜終端的高速處理,相應就帶來了高功耗的問題,那麼耗電快將是不可避免的。而現在的智能設備生產廠家都在追求輕薄,3000 毫安時的電池容量在現在的情況下,依然會被詬病,如何平衡便攜和高效,就看 CPU 製造廠商如何發力了。

5G研發進展

正如開頭所說,誰先定義了 5G,誰就佔據了 5G 的主導權。

實際上早在 2013 年,韓國三星電子有限公司就已經宣佈,成功開發了第 5 代移動通信(5G)的核心技術,三星電子利用了 64 個天線單元的自適應陣列傳輸技術破解了毫米級波段的傳輸問題。2014 年 5 月 13 日,三星電子宣佈,其已率先開發出了首個基於5G核心技術的移動傳輸網絡,2018 年 5 月,三星宣佈研發出業界首個全面符合 3GPP Release 15 5G 新空口最新標準的 5G 基帶——Exynos Modem 5100,並於今年2月21日的發佈會上展示了 Galaxy S10 的 5G 版本,MWC2019 的三星展臺還可以看到 Galaxy S10 的 5G 版真機。

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在移動通信行業佔有重要一席的高通也不甘示弱,在 2018 高通 4G/5G 峰會期間,高通宣佈推出面向智能手機和其他類型移動終端的高通 QTM052 毫米波天線模組系列的最“小” 新產品——全集成 5G 新空口(5G NR)毫米波(mmWave)模組。這款最新推出的毫米波天線模組,比他們於 2018 年 7 月發佈的首批 QTM052毫米波天線模組小了 25%。與高通有深度合作的國產手機廠家,近日也紛紛推出了自己的 5G 手機。

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(高通X55 5G 調制解調器)

除了高通以外,愛立信也是手握 5G 諸多的專利,全世界超過 70 家相關的企業開展的 5G 網絡的試驗裡,華為集團以及諾基亞集團的實驗比例佔據 22% 左右,愛立信集團則佔據了 30% 排名第一。 也正因如此,美國才有底氣禁止華為採用愛立信的方案。而愛立信也超越華為拿到了最多的訂單,甚至 OPPO 也與愛立信合作,打造 OPPO 的 5G 未來。

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雖然失去了智能手機領先的地位,諾基亞依然在通信領域取得了不錯的成績,使得芬蘭這個國家有資本參與到 5G 的建設當中。

在國內,三大運營商,中國移動,中國聯通和中國電信拋出的百億大單也被諾基亞所斬獲,或許諾基亞可以乘著 5G 的春風,再次制霸。

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我國通信巨頭華為在 2009 年就啟動了 5G 技術研究,這些年不斷推動 5G 的全球統一標準,在與高通一番較量之後,拿到了控制碼的制定權,在 5G 未來發展中擁有一定的話語權。2018 年底,華為發佈了自己的 5G 基帶——巴龍5000

,結合自己的手機部門,華為也在 2019 年的 MWC 中展示了自己的 5G 手機。

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不只是華為,中國的另一家企業中興也發佈了自己的 WDM-PON 的 5G 前傳技術,這在全世界都是無法突破的一個技術難關。雖然中興現在過的艱難,但是 5G 這架飛機,指不定會把誰帶飛。

After 5G,there is no G

5G 之後,通信將會如何發展。筆者認為,即便會出現 6G,7G 這種傳統通信技術的迭代更新,但也無非是更快的速度和更低的延時,在這種前提下的世界將會是真正的萬物互聯。不過我們都知道,

3/4G 等都需要基站的鋪設,5G 也不例外,在地面鋪設大規模信號塔的工程量以及成本是非常巨大的,那麼未來,如何解決呢?

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其實現在就有公司解決這個問題,即全球 WIFI,那個時候手機將不再插卡,而是隻有 WIFI 模塊,將大幅提高手機的內部利用空間。可以說在 5G 之後,這項工程也會面向大眾,而一旦成熟,不再會有“G”,取而代之的是“WIFI”。正在進行這項工程不僅有谷歌,還有瘋狂的馬斯克,他計劃發射 4000 多顆低軌道衛星組成通信網絡,讓“WIFI 信號”覆蓋全球每一個角落。

在全球 WIFI 下,隨處可以上網,再也不會因為地方偏僻而沒有網絡,這對於一些需要了解外面發生的事情又苦於沒有網絡的人來說,將會徹底改變目前的窘境,全球 WIFI 將使地球變成真正意義上的地球村。

但隨之而來的問題就是,如何確保用戶的安全。在全球 WIFI 環境下,一套解決方案會有上億用戶,這就意味著,上億人的安全信息都被某一個公司的某一個數據庫所掌握。在網絡環境還屢有重大病毒事件發生的現在,很難想象在未來,突發網絡病毒會使多少人受到侵害,安全問題將會是羈絆全球 WIFI 發展的一大難題。另一個就是,如何說服當地政府加入到全球 WIFI 大家庭中,眾所周知我國的互聯網外還搭設有防火牆,如果國外的全球WIFI想要進入中國,就必須跨過防火牆,說服政府降下防火牆也是他們需要考慮的問題,畢竟中國這麼大的市場,還是很誘人的。

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不過,我國的連尚網絡宣佈正式啟動名為“連尚蜂群星座系統”的衛星上網計劃,準備在 2026 年之前發射 272 顆混合軌道通信衛星,為全球提供免費的衛星WiFi網絡。連尚網絡就是“WIFI 萬能鑰匙”的締造者,這樣一來,國內的技術公司也參與到全球 WIFI 的競賽當中,這比 5G 競賽還要刺激,畢竟這可是往天上發衛星啊。

不過全球 WIFI 並不能完全代替“G”,因其安全性,我想到那時,“G”將作為更加小型化的,只對個別有需求的企業,區域進行投射的存在。對於我們普通群眾來說,怎麼上網最方便就選擇什麼,也可像現在這樣,“G”和“WIFI”共存。

本文由筆尖作者 鬱安結 原創授權


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