5G改变整个社会
相较于前四代(1G、2G、3G、4G)移动通信网络技术,5G最大的改变在于其应用并不局限于日常通信,而是涵盖了更为广阔的物联网应用场景。目前,ITU为5G定义的三大使用情景分别为增强移动带宽(eMBB)、低时延高可靠通信(uRLLC)和大规模机器通信(mMTC)。
目前,全球各国已经达成基本共识。2019年被认定为5G的预商用年,而2020年则是5G的正式商用年。2019年底,3GPP完成了5G的完整版本标准制定,为全球5G建设规划出了统一的标准,也为日后5G商用化奠定了基础。在5G的建设推进中,通信设备商、手机厂商、以及三大运营商是最关键的角色。因此,他们一举一动总能牵动业界的神经。
客观来看,5G建设前期投资金额巨大,铺设难度很大。因此,虽然目前5G引起了整个社会的热议,但其建设必然需要经历一个漫长的周期。在相当长的周期里,将会是4G和5G信号共存的状态。
通信发展回顾:从1G到4G
从人类技术发展史上看,移动通信技术可以追溯到100多年前。1897年的一天,意大利科学家马可尼首次完成了英吉利海峡内行驶船只的无线电通信实验,这个实验标志着移动通信技术的诞生。不过,现代通信技术的真正兴起则是在20世纪80年代的美国。此后,通信技术几乎每10年就会进行一次迭代升级。从全球范围来看,由于在传输速率和成本等多方面因素的影响,每一代数字移动通信技术都经历了过渡阶段,并没有统一的标准。
1G:仅能传输语音信号
1G也就是第一代移动通讯技术,以模拟技术为基础的蜂窝无线电话系统,制定于上世纪80年代,比如现在已经淘汰的模拟移动网。这种技术是将介于300Hz到3400Hz的语音信号转换到高频的载波频率上,1G的主要制式有AMPS、NMT、TACS,中国于1987年广东全运会上正式启动移动通信系统,因摩托罗拉和爱立信使用的频段不同,故将其划分为A网和B网。
1G无线系统在设计上只能传输语音流量,并受到网络容量的限制。1G通信系统存在明显缺陷,很容易出现串号、盗号的现象,因此仅在2年后的1999年被正式关闭。
今天的大多数90后对于1G并没切身体会。在1G时代,最为人们所乐道的就是大哥大。由于当时通信资源贫乏,一个大哥大售价可以高达2万元,在那个年代里是非常奢侈的事物。此外,当时手机网络资费动辄上千元,普通消费者实在难以企及。
2G:开启手机网上冲浪
1989年,欧洲以GSM(全球移动通信系统)为标准进入商业化应用。1993年,嘉兴GSM网正式成为我国第一个数字移动通信网。在2G时代,主要的制式有GSM、TDMA、CDMA等,使用的频段为900MHz-1800MHz。
进入2G时代后,数字调制方式取代了模拟调制方式,这是一个非常大的进步。相较于第一代移动通信技术,第二代移动通信具备高度的保密性,系统的容量也大幅增加。此外,进入2G时代后,手机也开始可以进行网上冲浪了。而世界上第一款支持GSM的手机也出现了,它就是诺基亚的7110。
虽然进入2G时代后,移动通信取得了非常大的进步。不过依旧存在传输速率低,网络不稳定,维护成本高等缺点。
3G:流媒体得到拓展
IMT-2000是由ITU(国际电信联盟)发布的官方3G(第三代移动通信)标准。在3G时代,一共存在WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMAX四种制式,3G使用的频段为1880MHz-2145MHz,CDMA(码分多址)是3G的技术基础。2001年10月,日本的NTT DoCoMo运营商第一个在世界上开通了WCDMA服务。2009年1月7日正式给三大运营商颁发3G牌照,分别是中国移动的TD-SCDMA,中国联通的WCDMA和中国电信的WCDMA2000,标志着我国正式进入3G时代。
CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。使用3G技术后,图像、音乐、视频等流媒体得到了快速发展,语音通话安全性也得到了很大提升。