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魄的移動通信史,為你揭曉答案。
1G:群雄逐鹿
現(xiàn)代移動通信的發(fā)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(wǎng)絡(luò)概念。
所謂蜂窩網(wǎng)絡(luò),就是將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個相鄰的小區(qū),整體形狀酷似蜂窩,以實現(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80年代集成電路、微處理器、計算機等技術(shù)的迅速發(fā)展,隨后,世界各地移動通信網(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,美國先進移動電話系統(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,英國開發(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,頻率范圍為900MHz。
法國部署了450系統(tǒng)。
加拿大推出450MHz移動電話系統(tǒng)(MTS)。
包括瑞典在內(nèi)的四個北歐國家開發(fā)了NMT-450移動通信系統(tǒng)。
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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(fā)明了第一步模擬移動電話大哥大,而且還是AMPS系統(tǒng)的主要設(shè)備供應(yīng)商。
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在模擬通信時代,摩托羅拉無論在移動通信領(lǐng)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(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、設(shè)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(yè)界提出向2G數(shù)字時代發(fā)展,以代替1G模擬通信。
2G時代主要采用數(shù)字時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)兩種技術(shù),分別對應(yīng)GSM和CDMA系統(tǒng),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(quán)和產(chǎn)業(yè)主動權(quán)。
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(xùn),于是歐盟聯(lián)合起來成立了GSM,以快速形成規(guī)模向全球推廣,在2G時代占據(jù)主導(dǎo)優(yōu)勢。
1G采用FDMA技術(shù),一個用戶在通話時占用一個信道。TDMA則可實現(xiàn)在單個信道內(nèi)服務(wù)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(xiàn)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(shù)應(yīng)用于商業(yè)手機網(wǎng)絡(luò)。
CDMA,即碼分多址,它通過不同的擴頻碼來實現(xiàn)多用戶在同一時間同一頻率上共享。從技術(shù)上講,CDMA比TDMA更具優(yōu)勢。
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,GSM早已在歐洲規(guī)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(wǎng)絡(luò)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(lián)邦通信委員會甚至要求必須保證1G網(wǎng)絡(luò)的運行年限,直到2003年才設(shè)定了AMPS的關(guān)閉時限——2008年2月18日。同時,美國國內(nèi)在2G制式選擇上也不統(tǒng)一,直到后來高通主導(dǎo)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(lǐng)先,促進了歐洲無線產(chǎn)業(yè)的崛起,也為歐洲帶來了顯著的經(jīng)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(fā)展成為全球領(lǐng)先的通信設(shè)備商和手機廠商。1993年,愛立信占全球數(shù)字蜂窩設(shè)備市場的60%,諾基亞一躍成為全球第二大手機供應(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€時代。
這也間接影響了摩托羅拉的競爭力,當數(shù)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(shù)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(xù)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(qū)別在于支持高速的數(shù)據(jù)傳輸。3G技術(shù)要實現(xiàn)全球漫游的圖片、音樂、視頻等多媒體信息服務(wù),包括可通過手機實現(xiàn)瀏覽網(wǎng)站、電話會議和電子商務(wù)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(lián)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(shù),以盡量繞過高通的專利,開發(fā)出了原理類似的WCDMA。
高通也趕緊不落人后地與韓國聯(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(yōu)勢持續(xù)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(yè)務(wù)用例前景不明朗,歐洲運營商在建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)時代演進的機遇。1999年,日本運營商NTT DOCOMO推出了基于2.5G網(wǎng)絡(luò)的i-mode模式獲得了巨大成功,證實了3G商業(yè)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(tài)系統(tǒng),有點類似于蘋果iOS,i-mode與各大網(wǎng)站合作,用戶通過手機上的i-mode按鍵即可享受收發(fā)郵件、瀏覽新聞、聽音樂、網(wǎng)上購物等上網(wǎng)服務(wù)。
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(wǎng)絡(luò)。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(shù)重要,生態(tài)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(tǒng)江湖
隨著智能手機的發(fā)展,移動流量需求不斷上升,移動通信網(wǎng)絡(luò)開始走向4G時代。
在進入4G時代之前,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(shè)計網(wǎng)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(wù),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(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)。
當時,WiMax聯(lián)盟樂觀的認為,“移動WiMax”可取代GSM和CDMA等蜂窩電話技術(shù),或者用作容量補充;而“固定WiMax”也被認為可以作為2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)的無線回傳技術(shù)。
隨后,美國運營商Clearwire建設(shè)了全球最大的WiMax網(wǎng)絡(luò),英國也在建設(shè)試驗網(wǎng),韓國的WiBro網(wǎng)絡(luò)也由“簡單的移動性”升級到“完整的移動性”…2005年后WiMax網(wǎng)絡(luò)開始陸續(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)賣給法國阿爾卡特,一心搞WiMax。
WiMax還成功地從國際電聯(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(shù)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(tài)規(guī)模的重要性,你一個WiFi演進過來的新技術(shù),到底是IT網(wǎng)絡(luò)還是電信網(wǎng)絡(luò)?WiMax作為一項全新的技術(shù),運營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(lián)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(zhuǎn)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(lián)網(wǎng)泡沫和財務(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無線業(yè)務(wù),因為他們正在申請破產(chǎn)保護。
而就在提交破產(chǎn)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。
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自此,經(jīng)歷了無數(shù)波折,在4G時代,LTE標準終于一統(tǒng)江湖。
5G:焦慮的美國
回顧移動通信的發(fā)展史,從生態(tài)規(guī)模來看,美國在1G時代領(lǐng)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(zhuǎn)折點。
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都運行于iOS和安卓系統(tǒng)。
iOS和安卓系統(tǒng)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(chǎn)業(yè)鏈全線敗退,NEC、東芝、三洋退出手機領(lǐng)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(shè)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(xùn),也嘗到了甜頭,現(xiàn)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(lǐng)導(dǎo)地位。
美國認為,5G時代是建立在無線基礎(chǔ)設(shè)施上的一次史無前例的創(chuàng)新時代,5G將連接工廠、汽車、無人機等萬物,并在萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)上加速機器學(xué)習和人工智能部署。誰能領(lǐng)導(dǎo)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(shè)備商已全軍覆滅,美國拿什么領(lǐng)導(dǎo)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(yè)早已加大研發(fā)5G。美國在逐漸掉隊,而中國正在引領(lǐng)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(shè)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(lián)合推出GSM,而如今中國不僅擁有領(lǐng)先的設(shè)備商,還有全球規(guī)模最龐大的移動網(wǎng)絡(luò)、最大的市場和最豐富的移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),體量之大,若在5G時代首先激發(fā)出創(chuàng)新生態(tài),并像4G時代的iOS和安卓一樣迅速擴散全球,形成規(guī)模經(jīng)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(yè)人士對華為通信設(shè)備提出過任何安全質(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內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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