1G到5G之争:一部30年惊心动魄的移动通信史
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一部跨越三十年驚心動(dòng)魄的移動(dòng)通信史,為你揭曉答案。
1G:群雄逐鹿
現(xiàn)代移動(dòng)通信的發(fā)展史可追溯到上個(gè)世紀(jì)70年代,貝爾實(shí)驗(yàn)室突破性的提出了蜂窩網(wǎng)絡(luò)概念。
所謂蜂窩網(wǎng)絡(luò),就是將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)相鄰的小區(qū),整體形狀酷似蜂窩,以實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用,提升系統(tǒng)容量。
蜂窩網(wǎng)絡(luò)概念解決了公共移動(dòng)通信系統(tǒng)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(jì)80年代集成電路、微處理器、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的迅速發(fā)展,隨后,世界各地移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)。
1979年,日本推出800MHz的汽車電話系統(tǒng)(HAMTS),并在東京和神戶投入使用。
1983年,美國(guó)先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)(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(guó)開(kāi)發(fā)了全面接入通信系統(tǒng)(TACS),首先在倫敦投入使用,然后應(yīng)用于全國(guó),頻率范圍為900MHz。
法國(guó)部署了450系統(tǒng)。
加拿大推出450MHz移動(dòng)電話系統(tǒng)(MTS)。
包括瑞典在內(nèi)的四個(gè)北歐國(guó)家開(kāi)發(fā)了NMT-450移動(dòng)通信系統(tǒng)。
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1G基站
1G時(shí)代作為移動(dòng)通信開(kāi)天辟地的時(shí)代,群雄逐鹿,山頭林立,通信標(biāo)準(zhǔn)也是五花八門。
盡管1G標(biāo)準(zhǔn)各式各樣,但1G時(shí)代的王者非摩托羅拉莫屬。
摩托羅拉不僅發(fā)明了第一步模擬移動(dòng)電話大哥大,而且還是AMPS系統(tǒng)的主要設(shè)備供應(yīng)商。
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在模擬通信時(shí)代,摩托羅拉無(wú)論在移動(dòng)通信領(lǐng)域還是處理器上,都是市場(chǎng)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(zhēng)
1G時(shí)代,以AMPS和TACS為代表的模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)取得了巨大成功,但由于采用落后的模擬和頻分復(fù)用(FDMA)技術(shù),存在容量有限、系統(tǒng)太多、系統(tǒng)不兼容、通話質(zhì)量差、易被竊聽(tīng)、設(shè)備昂貴、無(wú)法全球漫游等眾多缺點(diǎn)。
隨著人們對(duì)移動(dòng)通信的要求越來(lái)越高,業(yè)界提出向2G數(shù)字時(shí)代發(fā)展,以代替1G模擬通信。
2G時(shí)代主要采用數(shù)字時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)兩種技術(shù),分別對(duì)應(yīng)GSM和CDMA系統(tǒng),這是一場(chǎng)由美國(guó)和歐洲為代表的兩大利益集團(tuán)之間的競(jìng)爭(zhēng)。
如上所述,以AMPS和TACS為代表1G時(shí)代幾乎被美國(guó)壟斷,也意味著美國(guó)掌握了標(biāo)準(zhǔn)話語(yǔ)權(quán)和產(chǎn)業(yè)主動(dòng)權(quán)。
進(jìn)入2G時(shí)代,歐洲不甘落后于美國(guó),考慮到歐盟國(guó)家太小,單打獨(dú)斗難以與美國(guó)抗衡,于是吸取了1G時(shí)代各自為政的失敗教訓(xùn),于是歐盟聯(lián)合起來(lái)成立了GSM,以快速形成規(guī)模向全球推廣,在2G時(shí)代占據(jù)主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)。
1G采用FDMA技術(shù),一個(gè)用戶在通話時(shí)占用一個(gè)信道。TDMA則可實(shí)現(xiàn)在單個(gè)信道內(nèi)服務(wù)多個(gè)用戶的能力,它將無(wú)線信道分成8個(gè)時(shí)隙,供8個(gè)用戶得輪流使用,從而提升了容量。
不過(guò),隨后美國(guó)高通宣布他們有更好的辦法可實(shí)現(xiàn)讓多個(gè)用戶同時(shí)共享頻道,且能讓運(yùn)營(yíng)商建更少的基站。
高通的辦法是,將用于軍事通信的CDMA技術(shù)應(yīng)用于商業(yè)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
CDMA,即碼分多址,它通過(guò)不同的擴(kuò)頻碼來(lái)實(shí)現(xiàn)多用戶在同一時(shí)間同一頻率上共享。從技術(shù)上講,CDMA比TDMA更具優(yōu)勢(shì)。
但早期的CDMA并不成熟,直到1995年高通好不容易將CDMA技術(shù)催熟之時(shí),GSM早已在歐洲規(guī)模投資,且建立了國(guó)際漫游標(biāo)準(zhǔn),迅速在全球擴(kuò)散。
德國(guó)是第一個(gè)推出GSM網(wǎng)絡(luò)的國(guó)家,法國(guó)、英國(guó)、意大利、西班牙等其他歐洲國(guó)家迅速跟進(jìn)。到上世紀(jì)90年代中期,歐洲主要國(guó)家的GSM滲透率已達(dá)80%。
而此時(shí),美國(guó)大概是還沉浸在輝煌的1G模擬時(shí)代里不能自拔,美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)甚至要求必須保證1G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行年限,直到2003年才設(shè)定了AMPS的關(guān)閉時(shí)限——2008年2月18日。同時(shí),美國(guó)國(guó)內(nèi)在2G制式選擇上也不統(tǒng)一,直到后來(lái)高通主導(dǎo)的CDMA成為2G標(biāo)準(zhǔn),但為時(shí)已晚,歐洲GSM標(biāo)準(zhǔn)迅速蔓延全球,遠(yuǎn)遠(yuǎn)把美國(guó)拋在身后。
1994年12月,德國(guó)GSM滲透率約為71%,而當(dāng)時(shí)美國(guó)的2G滲透率僅為0.1%。
2G時(shí)代,歐洲GSM快速領(lǐng)先,促進(jìn)了歐洲無(wú)線產(chǎn)業(yè)的崛起,也為歐洲帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)利益。諾基亞和愛(ài)立信是首當(dāng)其沖的受益者,在2G時(shí)代飛速發(fā)展成為全球領(lǐng)先的通信設(shè)備商和手機(jī)廠商。1993年,愛(ài)立信占全球數(shù)字蜂窩設(shè)備市場(chǎng)的60%,諾基亞一躍成為全球第二大手機(jī)供應(yīng)商。2000年,諾基亞的出口額占芬蘭商品和服務(wù)總額的24%。
美國(guó)輸了,輸?shù)舻牟皇羌夹g(shù),而是速度與規(guī)模,也輸?shù)袅艘粋€(gè)時(shí)代。
這也間接影響了摩托羅拉的競(jìng)爭(zhēng)力,當(dāng)數(shù)字移動(dòng)電話漸漸取代模擬移動(dòng)電話之時(shí),摩托羅拉同樣錯(cuò)估了模擬手機(jī)的壽命,也錯(cuò)過(guò)了2G數(shù)字時(shí)代。
1997年,摩托羅拉終于走下神壇,其全球移動(dòng)電話市場(chǎng)份額從1997年的50%暴跌到17%。持續(xù)了20年輝煌的摩托羅拉終于被來(lái)自歐洲的諾基亞擊垮。
3G:鼎足三分
3G與2G的主要區(qū)別在于支持高速的數(shù)據(jù)傳輸。3G技術(shù)要實(shí)現(xiàn)全球漫游的圖片、音樂(lè)、視頻等多媒體信息服務(wù),包括可通過(guò)手機(jī)實(shí)現(xiàn)瀏覽網(wǎng)站、電話會(huì)議和電子商務(wù)等,且需考慮與2G有良好的兼容性。
3G時(shí)代主要有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三種標(biāo)準(zhǔn)。
歐洲與日本等原推行GSM標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家聯(lián)合起來(lái)成立了3GPP組織 (3rd Generation Partnership Project),負(fù)責(zé)制定全球第三代通信標(biāo)準(zhǔn)。
隨后,3GPP小心翼翼地參考CDMA技術(shù),以盡量繞過(guò)高通的專利,開(kāi)發(fā)出了原理類似的WCDMA。
高通也趕緊不落人后地與韓國(guó)聯(lián)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(biāo)準(zhǔn),當(dāng)然,咱們中國(guó)也不能落于人后,也搞了一個(gè)TD-SCDMA。
也就是,3G時(shí)代形成了歐、美、中三足鼎立的格局,誰(shuí)也不服誰(shuí)。
但真正的贏家是誰(shuí)?從某種角度講,最后的贏家既不是歐洲,也不是美國(guó),而是視野之外的日本。
2G時(shí)代的落后,自然也拖了美國(guó)邁進(jìn)3G時(shí)代的后腿。不過(guò),進(jìn)入3G時(shí)代,歐洲也未能將2G優(yōu)勢(shì)持續(xù)下去,卻讓日本搶了先。
進(jìn)入3G時(shí)代,由于歐洲運(yùn)營(yíng)商在3G無(wú)線頻譜拍賣上花費(fèi)了巨資,加之3G業(yè)務(wù)用例前景不明朗,歐洲運(yùn)營(yíng)商在建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)時(shí),擔(dān)心巨額投資收不回成本,一直猶豫不決。
而此時(shí)日本抓住了從2G語(yǔ)音向3G數(shù)據(jù)時(shí)代演進(jìn)的機(jī)遇。1999年,日本運(yùn)營(yíng)商N(yùn)TT DOCOMO推出了基于2.5G網(wǎng)絡(luò)的i-mode模式獲得了巨大成功,證實(shí)了3G商業(yè)模式的可行性,刺激了日本運(yùn)營(yíng)商對(duì)3G的投資熱情。
i-mode是全球首個(gè)以運(yùn)營(yíng)商為中心的生態(tài)系統(tǒng),有點(diǎn)類似于蘋果iOS,i-mode與各大網(wǎng)站合作,用戶通過(guò)手機(jī)上的i-mode按鍵即可享受收發(fā)郵件、瀏覽新聞、聽(tīng)音樂(lè)、網(wǎng)上購(gòu)物等上網(wǎng)服務(wù)。
在i-mode成功模式的帶動(dòng)之下,從2001年10月起,在短短一年的時(shí)間里,日本推出了三張3G網(wǎng)絡(luò)。2007年,日本的3G滲透率迅速達(dá)到50%,而德國(guó)的3G滲透率只有12%,美國(guó)的3G滲透率僅為3.5%。i-mode模式拉動(dòng)了日本移動(dòng)市場(chǎng)長(zhǎng)達(dá)10年的強(qiáng)勁增長(zhǎng)。
技術(shù)重要,生態(tài)更重要。只可惜,日本的i-mode模式未能走出國(guó)門,在4G時(shí)代夭折,這是后話。
4G:一統(tǒng)江湖
隨著智能手機(jī)的發(fā)展,移動(dòng)流量需求不斷上升,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始走向4G時(shí)代。
在進(jìn)入4G時(shí)代之前,先要講一下WiMax技術(shù)。
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什么是WiMax?
它是基于IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)集的一系列無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。WiMax于2001年6月成立,旨在促進(jìn)該標(biāo)準(zhǔn)的一致性和互操作性。
最初,IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)網(wǎng)速為30-40Mbps,2005年修訂為802.16e標(biāo)準(zhǔn),被稱為“固定WiMax”。韓國(guó)于2005年最早推出基于WiMax的WiBro服務(wù),當(dāng)時(shí)的速率高達(dá)25Mbps,媒體直呼“驚人”。
2011年,IEEE再次更新為802.16m標(biāo)準(zhǔn),也被稱為“移動(dòng)WiMax”,支持固定無(wú)線速率高達(dá)1Gbps。
WiMax采用OFDM+MIMO技術(shù),解決了多徑干擾,提升了頻譜效率,大幅地增加系統(tǒng)吞吐量及傳送距離。今天的4G LTE也采用了這兩大關(guān)鍵技術(shù)。
當(dāng)時(shí),WiMax聯(lián)盟樂(lè)觀的認(rèn)為,“移動(dòng)WiMax”可取代GSM和CDMA等蜂窩電話技術(shù),或者用作容量補(bǔ)充;而“固定WiMax”也被認(rèn)為可以作為2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線回傳技術(shù)。
隨后,美國(guó)運(yùn)營(yíng)商Clearwire建設(shè)了全球最大的WiMax網(wǎng)絡(luò),英國(guó)也在建設(shè)試驗(yàn)網(wǎng),韓國(guó)的WiBro網(wǎng)絡(luò)也由“簡(jiǎn)單的移動(dòng)性”升級(jí)到“完整的移動(dòng)性”…2005年后WiMax網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始陸續(xù)出現(xiàn)在世界各地。
WiMAX設(shè)備
Intel、北電和摩托羅拉都是WiMax的主導(dǎo)者。加拿大北電將傳統(tǒng)3G業(yè)務(wù)賣給法國(guó)阿爾卡特,一心搞WiMax。
WiMax還成功地從國(guó)際電聯(lián)那里搞到了全球頻率分配。
WiMax頻段
然鵝,自3GPP首版4G LTE標(biāo)準(zhǔn)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(shù)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商果斷的選擇了不投資WiMax,而是靜候LTE的到來(lái)。
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(guò)去十年3GPP的成功讓運(yùn)營(yíng)商明白了生態(tài)規(guī)模的重要性,你一個(gè)WiFi演進(jìn)過(guò)來(lái)的新技術(shù),到底是IT網(wǎng)絡(luò)還是電信網(wǎng)絡(luò)?WiMax作為一項(xiàng)全新的技術(shù),運(yùn)營(yíng)商是要花巨資投入的,還要考慮與網(wǎng)絡(luò)的前后兼容性,與2/3網(wǎng)絡(luò)如何兼容?未來(lái)又如何演進(jìn)?
LTE的全稱叫Long Term Evolution,即長(zhǎng)期演進(jìn),我不知道當(dāng)時(shí)為何取這樣的名字,但今天看來(lái),仿佛是3GPP在向WiMax聯(lián)盟隔空喊話:喂,兄弟,我們是長(zhǎng)期演進(jìn)的哦,你行不?
于是乎,自2008年12月前后,已感到前途無(wú)望的WiMax陣營(yíng)們紛紛退出,開(kāi)始轉(zhuǎn)向LTE。
阿爾卡特朗訊宣布削減WiMax投資,將未來(lái)移動(dòng)寬帶的希望寄托在LTE上。
加拿大北電早已因互聯(lián)網(wǎng)泡沫和財(cái)務(wù)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(wú)線業(yè)務(wù),因?yàn)樗麄冋谏暾?qǐng)破產(chǎn)保護(hù)。
而就在提交破產(chǎn)保護(hù)申請(qǐng)之前的幾個(gè)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(yíng)。
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自此,經(jīng)歷了無(wú)數(shù)波折,在4G時(shí)代,LTE標(biāo)準(zhǔn)終于一統(tǒng)江湖。
5G:焦慮的美國(guó)
回顧移動(dòng)通信的發(fā)展史,從生態(tài)規(guī)模來(lái)看,美國(guó)在1G時(shí)代領(lǐng)先,但從2G到3G,美國(guó)整整落后了兩個(gè)時(shí)代,4G趕超機(jī)會(huì)本來(lái)渺茫,但隨著智能手機(jī)的橫空出世,美國(guó)迎來(lái)了彎道超車的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
蘋果推出了IOS,Google推出了安卓操作系統(tǒng),如今全球大部分智能手機(jī)都運(yùn)行于iOS和安卓系統(tǒng)。
iOS和安卓系統(tǒng)打敗了2G時(shí)代的諾基亞,也徹底打敗了3G時(shí)代的日本i-mode模式。諾基亞手機(jī)沒(méi)落了,日本通訊產(chǎn)業(yè)鏈全線敗退,NEC、東芝、三洋退出手機(jī)領(lǐng)域,索尼、夏普、京瓷、松下市場(chǎng)份額大幅下滑,留給NEC和富士通等電信設(shè)備的市場(chǎng)也只是極少的份額。
美國(guó)花了兩個(gè)時(shí)代一路追趕,有過(guò)深刻的教訓(xùn),也嘗到了甜頭,現(xiàn)在5G來(lái)了,當(dāng)然不甘錯(cuò)過(guò)這次大好機(jī)遇,他們已多次表示要爭(zhēng)奪全球5G領(lǐng)導(dǎo)地位。
美國(guó)認(rèn)為,5G時(shí)代是建立在無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施上的一次史無(wú)前例的創(chuàng)新時(shí)代,5G將連接工廠、汽車、無(wú)人機(jī)等萬(wàn)物,并在萬(wàn)物互聯(lián)的基礎(chǔ)上加速機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能部署。誰(shuí)能領(lǐng)導(dǎo)5G,誰(shuí)就站在了未來(lái)的信息時(shí)代的制高點(diǎn)。
然鵝,朗訊、摩托羅拉、北電等美系設(shè)備商已全軍覆滅,美國(guó)拿什么領(lǐng)導(dǎo)5G?
今年1月,一份由美國(guó)國(guó)家安全委員會(huì)流出的文件透露了美國(guó)的失落之情。
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文中指出,華為在LTE市場(chǎng)份額上早已全球第一,中國(guó)企業(yè)早已加大研發(fā)5G。美國(guó)在逐漸掉隊(duì),而中國(guó)正在引領(lǐng)5G。盡管美國(guó)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(wú)線設(shè)備。
霸道慣了的美國(guó)顯然覺(jué)得這與其大國(guó)地位不相稱。
而這一次與2G時(shí)代的美歐標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)也不相同。
2G時(shí)代崛起的諾基亞和愛(ài)立信不過(guò)都是人口不到1000萬(wàn)的小國(guó),所以才有了歐盟聯(lián)合推出GSM,而如今中國(guó)不僅擁有領(lǐng)先的設(shè)備商,還有全球規(guī)模最龐大的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、最大的市場(chǎng)和最豐富的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),體量之大,若在5G時(shí)代首先激發(fā)出創(chuàng)新生態(tài),并像4G時(shí)代的iOS和安卓一樣迅速擴(kuò)散全球,形成規(guī)模經(jīng)濟(jì),美國(guó)是絕對(duì)不愿意看到的。
于是,美國(guó)瘋了,以各種安全理由為借口阻止中國(guó)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(guó)和追隨美國(guó)的政客們,我們沒(méi)有看到任何專業(yè)人士對(duì)華為通信設(shè)備提出過(guò)任何安全質(zhì)疑。
總結(jié)
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?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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